X微处理器是一款具有完全自主知识产权的通用64位高性能微处理器,规模大、复杂度高,在芯片设计的不同阶段进行多层次的功能验证,保证芯片功能的正确性和兼容性非常关键。 本文深入研究了高性能微处理器的功能验证方法,主要内容包括: (1)结合项目的需求和高性能微处理器设计的特点,采用多级验证体系实现了高性能微处理器设计多层次验证。 (2)探讨了基于参考模型和基于参考机型的模拟验证方法对高性能CPU部件设计的正确性和兼容性验证的有效性,并应用于具体的浮点部件的验证过程。 (3)结合X微处理器的FPGA仿真,探讨了FPGA仿真验证的技术难点:FPGA的划分、FPGA芯片引脚复用、多片FPGA芯片互连信号传输的完整性问题,提出了基于系统功能和流水线结构的FPGA划分方法与虚拟I/O技术,设计了可重配置的通用FPGA仿真板,解决了用多片FPGA芯片实现X微处理器仿真的难题。 (4)针对高性能微处理器全芯片验证存在的困难,实现了由Palladium加速器、工作站和终端组成的基于硬件加速器的CPU通用验证平台,并应用于实际的芯片验证。 (5)针对验证过程中存在的查错速度慢、运行结果分析复杂、验证效率低等问题,采用了自动化验证的思想并设计了系统级自动化验证平台。