本發(fā)明涉及一種sparc架構(gòu)空間處理器中子效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，屬于微處理器中子效應(yīng)試驗(yàn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

單粒子效應(yīng)是指單個(gè)高能粒子作用在半導(dǎo)體器件上引發(fā)的翻轉(zhuǎn)、鎖定、燒毀等現(xiàn)象。在航天領(lǐng)域誘發(fā)單粒子效應(yīng)主要為質(zhì)子和重粒子，而在航空領(lǐng)域誘發(fā)單粒子效應(yīng)的高能粒子為中子，由于中子不帶電荷，所以其穿透能力很強(qiáng)，金屬材料對(duì)其幾乎沒(méi)有任何阻攔作用，中子會(huì)直接穿透機(jī)艙打在各種電子設(shè)備的中央控制器或是關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器上，產(chǎn)生中子單粒子效應(yīng)，從而引發(fā)軟硬件錯(cuò)誤，甚至導(dǎo)致集成電路閂鎖現(xiàn)象的產(chǎn)生，最后引起飛行控制系統(tǒng)死機(jī)、輸出錯(cuò)誤控制指令，這些都會(huì)嚴(yán)重影響了飛行器的安全性與可靠性。

空間處理器是基于sparc體系結(jié)構(gòu)的32位risc嵌入式處理器，用于嵌入式實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，處理器內(nèi)部包含整數(shù)處理單元，浮點(diǎn)處理單元，獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)cache，硬件乘法器和除法器，中斷控制器，帶有跟蹤緩沖器的硬件調(diào)試單元，定時(shí)器，通用i/o接口，看門狗，能夠支持prom、sram、sdram存儲(chǔ)器。sparc架構(gòu)的空間用處理器在航空航天系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，所以研究此架構(gòu)空間處理器的抗中子效應(yīng)的能力就顯得尤其重要，但國(guó)際上對(duì)sparc架構(gòu)空間處理器中子效應(yīng)的研究剛剛起步，幾乎沒(méi)有相關(guān)的中子效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)和方法方面的文獻(xiàn)和專利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種sparc架構(gòu)空間處理器中子效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)sparc架構(gòu)空間處理器進(jìn)行中子效應(yīng)性能的評(píng)估。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種sparc架構(gòu)空間處理器中子效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，包括上位計(jì)算機(jī)、外部供電電源、示波器、監(jiān)測(cè)控制板、信號(hào)連接排線以及被測(cè)空間處理器，所述上位計(jì)算機(jī)、外部供電電源、示波器以及監(jiān)測(cè)控制板放置在監(jiān)控室中，被測(cè)空間處理器放置在電路板上，與電路板一起放置在中子試驗(yàn)堆中的輻照區(qū)域內(nèi)；

信號(hào)連接排線：包括供電線、數(shù)據(jù)地址線、串口數(shù)據(jù)傳輸線、復(fù)位信號(hào)線、狀態(tài)指示信號(hào)線和時(shí)鐘輸入信號(hào)線，用于連接監(jiān)測(cè)控制板和被測(cè)空間處理器；

上位計(jì)算機(jī)：接收監(jiān)測(cè)控制板輸出的測(cè)試結(jié)果，并進(jìn)行顯示；

外部供電電源：為監(jiān)測(cè)控制板供電；

示波器：接收監(jiān)測(cè)控制板輸出的被測(cè)空間處理器的工作電流監(jiān)測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行顯示。

監(jiān)測(cè)控制板：存儲(chǔ)被測(cè)空間處理器需要運(yùn)行的測(cè)試程序；將外部供電電源的供電電壓轉(zhuǎn)化成被測(cè)空間處理器所需的工作電壓，通過(guò)信號(hào)連接排線輸出給電路板；在被測(cè)空間處理器上電啟動(dòng)或復(fù)位后，實(shí)時(shí)采集被測(cè)空間處理器的測(cè)試結(jié)果，輸出給上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；在被測(cè)空間處理器上電啟動(dòng)或復(fù)位后，實(shí)時(shí)采集被測(cè)空間處理器的工作電流信號(hào)，輸出給示波器；

被測(cè)空間處理器：上電啟動(dòng)或復(fù)位后，自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行監(jiān)測(cè)控制板內(nèi)的測(cè)試程序。

還包括狀態(tài)指示板；所述狀態(tài)指示板實(shí)時(shí)接收監(jiān)測(cè)控制板返回的被測(cè)空間處理器的狀態(tài)指示信號(hào)，并進(jìn)行顯示，當(dāng)狀態(tài)指示信號(hào)為出錯(cuò)時(shí)，向監(jiān)測(cè)控制板輸出復(fù)位信號(hào)。

監(jiān)測(cè)控制板：通過(guò)信號(hào)連接排線中的狀態(tài)指示信號(hào)線實(shí)時(shí)采集被測(cè)空間處理器的狀態(tài)指示信號(hào)，并將此信號(hào)返回給狀態(tài)指示板進(jìn)行顯示；當(dāng)接收到狀態(tài)指示板的復(fù)位信號(hào)后，監(jiān)測(cè)控制板對(duì)該復(fù)位信號(hào)進(jìn)行整形后輸出給被測(cè)空間處理器，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)空間處理器的復(fù)位。

所述監(jiān)測(cè)控制板包括rs485電平模塊、供電模塊、存儲(chǔ)器模塊、處理器電流監(jiān)控模塊以及復(fù)位輸入信號(hào)整形模塊；

rs485電平模塊：通過(guò)信號(hào)連接排線中的串口數(shù)據(jù)傳輸線采集被測(cè)空間處理器運(yùn)行測(cè)試程序后輸出的測(cè)試結(jié)果，并轉(zhuǎn)化成rs485電平信號(hào)，反饋給上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)果顯示；

供電模塊：接收外部供電電源的供電電壓，將其轉(zhuǎn)化成被測(cè)空間處理器所需的工作電壓，通過(guò)信號(hào)連接排線中的供電線輸出給電路板；

存儲(chǔ)器模塊：存儲(chǔ)被測(cè)空間處理器需要運(yùn)行的測(cè)試程序，所述測(cè)試程序包括初始化程序、寄存器堆測(cè)試程序、數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試程序、指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)空間處理器的初始化、寄存器堆測(cè)試、數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試、指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試；

處理器電流監(jiān)控模塊：實(shí)時(shí)采集被測(cè)空間處理器的工作電流，并將該工作電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出給示波器；

復(fù)位輸入信號(hào)整形模塊：接收狀態(tài)指示板的復(fù)位信號(hào)，對(duì)該復(fù)位信號(hào)進(jìn)行整形，并通過(guò)復(fù)位信號(hào)線輸出給被測(cè)空間處理器。

所述寄存器堆測(cè)試程序的測(cè)試過(guò)程如下：

(4.1)按順序?qū)γ總€(gè)窗口的所有寄存器賦值，當(dāng)8個(gè)窗口的寄存器都賦值完成之后，再按照相同的順序從每個(gè)窗口中讀出數(shù)據(jù)，與原始寫(xiě)入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，記錄在中子輻射環(huán)境下出現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)錯(cuò)誤數(shù)；

(4.2)連續(xù)執(zhí)行指令集合中的各種指令，通過(guò)寄存器堆控制寄存器讀取中子輻射環(huán)境下寄存器堆edac檢測(cè)到的出錯(cuò)數(shù)，所述指令集合中的指令包括單周期指令、多周期指令、算術(shù)/邏輯/位移指令、訪存指令、浮點(diǎn)指令。

所述數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試程序的測(cè)試過(guò)程如下：

(5.1)依次執(zhí)行乘法運(yùn)算程序、無(wú)符號(hào)除法運(yùn)算程序、有符號(hào)除法的運(yùn)算程序以及乘累加運(yùn)算程序，所述乘累加運(yùn)算程序包括有符號(hào)和無(wú)符號(hào)的乘累加指令；

(5.2)記錄出錯(cuò)的次數(shù)。

指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序的測(cè)試過(guò)程如下：

(6.1)指令cache測(cè)試程序的測(cè)試過(guò)程如下：刷新指令cache，然后調(diào)用由多條指令構(gòu)成的函數(shù)，通過(guò)映射空間尋找一致的映像，若有則指令cache工作正確，否則不正確，記錄不正確次數(shù)；

(6.2)數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序的測(cè)試過(guò)程如下：刷新數(shù)據(jù)cache，清除數(shù)據(jù)cache中所有的位，然后定義一個(gè)數(shù)組，讀取數(shù)組的第一個(gè)元素，根據(jù)數(shù)據(jù)cache的緩存策略，會(huì)在數(shù)據(jù)cache中分配一個(gè)新行存放該數(shù)組的映像，通過(guò)映射空間來(lái)判斷數(shù)據(jù)cache中的數(shù)據(jù)是否正確，若正確則數(shù)據(jù)cache工作正確，否則不正確，記錄不正確次數(shù)。

所述被測(cè)空間處理器測(cè)試結(jié)果中一幀數(shù)據(jù)由以下部分組成：

幀頭：幀頭數(shù)據(jù)；

寄存器堆錯(cuò)誤數(shù)：處理器寄存器堆測(cè)試程序報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)；

數(shù)學(xué)計(jì)算錯(cuò)誤數(shù)：數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試程序報(bào)告的運(yùn)算錯(cuò)誤數(shù)；

指令cache錯(cuò)誤數(shù)：指令cache測(cè)試程序報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)；

數(shù)據(jù)cache錯(cuò)誤數(shù)：數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)；

幀尾：幀尾數(shù)據(jù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明建立了sparc架構(gòu)空間處理器中子效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，能夠完成中子輻照時(shí)被測(cè)空間處理器工作電流監(jiān)控、被測(cè)處理器測(cè)試結(jié)果采集及上位計(jì)算機(jī)顯示、測(cè)試程序存儲(chǔ)、被測(cè)處理器工作電壓設(shè)置、被測(cè)處理器狀態(tài)指示及復(fù)位信號(hào)的輸入等功能。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，該系統(tǒng)能夠完成測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)的傳輸和保存，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空間處理器的工作電流，完成對(duì)處理器閂鎖、單元翻轉(zhuǎn)及功能中斷的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)sparc架構(gòu)空間處理器進(jìn)行中子效應(yīng)性能的評(píng)估。

(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)了被測(cè)空間處理器的測(cè)試程序，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)空間處理器的初始化、寄存器堆測(cè)試、數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試、指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試，上述測(cè)試結(jié)果能夠全面反應(yīng)整個(gè)空間處理器的抗中子效應(yīng)的能力。

(3)本發(fā)明提出了一種測(cè)試結(jié)果的串口數(shù)據(jù)幀組幀的格式，通過(guò)串口傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)，可以通過(guò)上位計(jì)算機(jī)上的串口顯示工具清晰地獲得到各個(gè)測(cè)試程序的輸出結(jié)果，避免了繁雜的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)分析過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1為試驗(yàn)系統(tǒng)框圖；

圖2為監(jiān)測(cè)電路板功能框圖；

圖3為整體測(cè)試程序流程圖。

具體實(shí)施方式:

本發(fā)明提出的測(cè)試系統(tǒng)包括上位計(jì)算機(jī)1、外部供電電源2、示波器4、監(jiān)測(cè)控制板5、信號(hào)連接排線6以及被測(cè)空間處理器7，上位計(jì)算機(jī)1、外部供電電源2、示波器4以及監(jiān)測(cè)控制板5放置在監(jiān)控室中，被測(cè)空間處理器7放置在電路板8上，與電路板一起放置在中子試驗(yàn)堆中的輻照區(qū)域內(nèi)。

信號(hào)連接排線6：長(zhǎng)度5m，包括供電線、數(shù)據(jù)地址線、串口數(shù)據(jù)傳輸線、復(fù)位信號(hào)線、狀態(tài)指示信號(hào)線和時(shí)鐘輸入信號(hào)，用于連接監(jiān)測(cè)控制板5和被測(cè)空間處理器7。

上位計(jì)算機(jī)1：接收監(jiān)測(cè)控制板5輸出的測(cè)試結(jié)果，并進(jìn)行顯示。測(cè)試人員可以根據(jù)上位計(jì)算機(jī)1上的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)來(lái)判斷是否有位翻轉(zhuǎn)和功能中斷效應(yīng)產(chǎn)生。

外部供電電源2：通過(guò)bnc連接電纜與監(jiān)測(cè)控制板5連接，為監(jiān)測(cè)控制板5供電。

示波器4：接收監(jiān)測(cè)控制板5輸出的被測(cè)空間處理器7的工作電流監(jiān)測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行顯示。

監(jiān)測(cè)控制板5：通過(guò)程序存儲(chǔ)器12存儲(chǔ)被測(cè)空間處理器7需要運(yùn)行的測(cè)試程序。包括rs485電平模塊10、供電模塊11、存儲(chǔ)器模塊12、處理器電流監(jiān)控模塊13以及復(fù)位輸入信號(hào)整形模塊14。

rs485電平模塊10：通過(guò)信號(hào)連接排線6中的串口數(shù)據(jù)傳輸線采集被測(cè)空間處理器7運(yùn)行測(cè)試程序后輸出的測(cè)試結(jié)果，并轉(zhuǎn)化成rs485電平信號(hào)，反饋給上位計(jì)算機(jī)1進(jìn)行結(jié)果顯示；

供電模塊11：接收外部供電電源2的供電電壓，將其轉(zhuǎn)化成被測(cè)空間處理器7所需的工作電壓，通過(guò)信號(hào)連接排線6中的供電線輸出給電路板8；

存儲(chǔ)器模塊12：存儲(chǔ)被測(cè)空間處理器7需要運(yùn)行的測(cè)試程序，所述測(cè)試程序包括初始化程序、寄存器堆測(cè)試程序、數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試程序、指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)空間處理器的初始化、寄存器堆測(cè)試、數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試、指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試；

處理器電流監(jiān)控模塊13：被測(cè)空間處理器7上電或復(fù)位后，實(shí)時(shí)采集被測(cè)空間處理器7的工作電流，并將該工作電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出給示波器4；通過(guò)被測(cè)空間處理器7的工作電流可以判斷被測(cè)空間處理器是否發(fā)生閂鎖，遇到閂鎖等情況時(shí)可及時(shí)切斷供電電源2，避免空間處理器7在閂鎖情況下的燒毀。

復(fù)位輸入信號(hào)整形模塊14：接收狀態(tài)指示板3的復(fù)位信號(hào)，對(duì)該復(fù)位信號(hào)進(jìn)行整形，并通過(guò)復(fù)位信號(hào)線輸出給被測(cè)空間處理器7。

被測(cè)空間處理器7：上電啟動(dòng)或復(fù)位后，自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行監(jiān)測(cè)控制板5程序存儲(chǔ)器12內(nèi)的測(cè)試程序，并將測(cè)試結(jié)果組幀成串口數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)還包括狀態(tài)指示板3。

監(jiān)測(cè)控制板5通過(guò)信號(hào)連接排線6中的狀態(tài)指示信號(hào)線實(shí)時(shí)采集被測(cè)空間處理器的狀態(tài)指示信號(hào)，并將此信號(hào)返回給狀態(tài)指示板3進(jìn)行顯示。該狀態(tài)指示板3實(shí)時(shí)接收監(jiān)測(cè)控制板5返回的被測(cè)空間處理器7的狀態(tài)指示信號(hào)，并進(jìn)行顯示，當(dāng)狀態(tài)指示信號(hào)為出錯(cuò)時(shí)，向監(jiān)測(cè)控制板5輸出復(fù)位信號(hào)。當(dāng)接收到狀態(tài)指示板3的復(fù)位信號(hào)后，監(jiān)測(cè)控制板5對(duì)該復(fù)位信號(hào)進(jìn)行整形后輸出給被測(cè)空間處理器7，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)空間處理器7的復(fù)位。

狀態(tài)指示板上還有可供操作人員手動(dòng)操作的復(fù)位按鈕，用于手動(dòng)對(duì)被測(cè)空間處理器進(jìn)行復(fù)位。

寄存器堆測(cè)試程序主要包含兩個(gè)部分，即在空間處理器7在中子輻照的環(huán)境下，一是測(cè)試空間處理器7中寄存器堆中寄存器窗口的旋轉(zhuǎn)和寄存器的讀寫(xiě)正確性，二是測(cè)試寄存器堆“糾一檢二”的檢錯(cuò)(以下簡(jiǎn)稱寄存器堆edac)功能，記錄檢測(cè)到的出錯(cuò)數(shù)。

具體測(cè)試過(guò)程如下：

(1)寄存器堆中寄存器窗口的旋轉(zhuǎn)和寄存器的讀寫(xiě)正確性測(cè)試：測(cè)試時(shí)對(duì)每個(gè)窗口的所有寄存器賦值。當(dāng)8個(gè)窗口的寄存器都賦值完成之后，再按照相同的順序從每個(gè)窗口中讀出數(shù)據(jù)和原始寫(xiě)入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，記錄在中子輻射環(huán)境下出現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)錯(cuò)誤數(shù)；

(2)寄存器堆edac出錯(cuò)數(shù)測(cè)試：連續(xù)執(zhí)行指令集合中的各種指令，通過(guò)寄存器堆控制寄存器讀取中子輻射環(huán)境下寄存器堆edac檢測(cè)到的出錯(cuò)數(shù)，指令集合中的指令包括單周期指令、多周期指令、算術(shù)指令(或邏輯指令，或位移指令)、訪存指令、浮點(diǎn)指令。

數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試程序的測(cè)試過(guò)程如下：

(1)依次執(zhí)行乘法運(yùn)算程序、無(wú)符號(hào)除法運(yùn)算程序、有符號(hào)除法的運(yùn)算程序以及乘累加運(yùn)算程序，所述乘累加運(yùn)算程序包括有符號(hào)和無(wú)符號(hào)的乘累加指令；

(2)記錄出錯(cuò)的次數(shù)。

指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序的測(cè)試過(guò)程為：

(1)指令cache測(cè)試：指令cache測(cè)試前首先刷新cache，保證之前運(yùn)行的程序不會(huì)繼續(xù)影響后面的驗(yàn)證。將多條指令定義為一個(gè)函數(shù)。測(cè)試時(shí)調(diào)用該函數(shù)，根據(jù)指令cache工作原理，此時(shí)這幾條指令應(yīng)該被緩存進(jìn)指令cache中，通過(guò)映射空間尋找一致的映像，若有則指令cache工作正確，否則不正確；記錄不正確次數(shù)。

(2)數(shù)據(jù)cache測(cè)試：刷新數(shù)據(jù)cache，清除數(shù)據(jù)cache中所有的位。定義一個(gè)數(shù)組，讀取數(shù)組的第一個(gè)元素。根據(jù)數(shù)據(jù)cache的緩存策略，會(huì)在數(shù)據(jù)cache中分配一個(gè)新行存放該數(shù)組的映像，通過(guò)映射空間來(lái)判斷數(shù)據(jù)cache中的數(shù)據(jù)是否正確。記錄不正確次數(shù)。

本發(fā)明解決了如何在中子輻射環(huán)境下建立完整的sparc架構(gòu)空間處理器中子輻照效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，完成對(duì)處理器閂鎖、單元翻轉(zhuǎn)及功能中斷的測(cè)試，依據(jù)測(cè)試結(jié)果完成了對(duì)高性能空間處理器中子效應(yīng)性能的評(píng)估。本發(fā)明已經(jīng)用在一款空間處理器的中子輻照效應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)幾輪的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行良好，得到了對(duì)空間處理器進(jìn)行中子效應(yīng)性能評(píng)估所需要的大量真實(shí)有效的測(cè)試數(shù)據(jù)。

實(shí)施例：

按本發(fā)明內(nèi)容搭建空間處理器中子效應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)后，監(jiān)測(cè)控制板5上的供電模塊11，分別將外部供電電源2輸入的5v電壓轉(zhuǎn)化成3.3v和1.8v電壓，提供給被測(cè)空間處理器7的io和內(nèi)核。處理器電流監(jiān)控模塊13實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)處理器7內(nèi)核1.8v電壓進(jìn)行電流監(jiān)測(cè)，程序正常運(yùn)行時(shí)此電流大約在200-400毫安之間，若大于此工作電流，說(shuō)明被測(cè)空間處理器7開(kāi)始出現(xiàn)閂鎖現(xiàn)象，需要及時(shí)切斷工作電源2。

對(duì)處理器進(jìn)行各種測(cè)試之前，首先要進(jìn)行處理器串口及各種寄存器初始化，然后串口輸出0x55aa。

寄存器堆測(cè)試程序的實(shí)現(xiàn)方式：

(1)、寄存器堆中寄存器窗口的旋轉(zhuǎn)和寄存器的讀寫(xiě)測(cè)試：每對(duì)一個(gè)窗口的寄存器賦值完之后，使窗口旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)窗口，繼續(xù)賦值，使得對(duì)全部的寄存器賦值依次為0x00000000-0x10100111，當(dāng)8個(gè)窗口的全部寄存器都寫(xiě)入完成之后，再?gòu)念^按照相同的順序從每個(gè)窗口中將數(shù)據(jù)讀出來(lái)，跟原始寫(xiě)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，出現(xiàn)任何一次數(shù)據(jù)不相同則進(jìn)行一次錯(cuò)誤計(jì)數(shù)；

(2)、寄存器堆edac錯(cuò)誤數(shù)測(cè)試：寄存器堆中有大量的寄存器，且其中每個(gè)寄存器都是由32位數(shù)據(jù)和7位校驗(yàn)碼組成，測(cè)試時(shí)連續(xù)執(zhí)行指令集合中的各種指令，指令集合中的指令包括ldd雙字節(jié)加載指令，std雙字存儲(chǔ)指令，跳轉(zhuǎn)指令、ldf/stf指令、邏輯/位移指令、fsqrts/fsqrtd/fsubs/fsubd等浮點(diǎn)指令，寄存器堆控制寄存器(32位寄存器)中會(huì)有16個(gè)數(shù)據(jù)位記錄出錯(cuò)的次數(shù)，最多可以記錄65535個(gè)寄存器堆edac發(fā)生一次錯(cuò)誤的次數(shù)。

數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試模塊中的乘累加運(yùn)算程序?qū)崿F(xiàn)方法：

(1)、利用umul指令進(jìn)行無(wú)符號(hào)整數(shù)乘法指令進(jìn)行運(yùn)算，判斷計(jì)算結(jié)果；

(2)、利用sdiv指令和udiv指令進(jìn)行有符號(hào)以及無(wú)符號(hào)整數(shù)除法指令進(jìn)行運(yùn)算，判斷計(jì)算結(jié)果；

(3)、利用有符號(hào)和無(wú)符號(hào)的乘累加指令進(jìn)行測(cè)試，使用匯編指令完成，分別連續(xù)執(zhí)行10條umac和smac指令，并判斷計(jì)算結(jié)果。

(4)記錄出錯(cuò)的次數(shù)。

指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序?qū)崿F(xiàn)方法：

(1)、指令cache測(cè)試：測(cè)試前首先刷新cache，保證之前運(yùn)行的程序不會(huì)繼續(xù)影響后面的驗(yàn)證。將6個(gè)“nop”和1個(gè)“retl”或者3個(gè)“smul”和2個(gè)“nop”指令定義為一個(gè)函數(shù)。測(cè)試時(shí)調(diào)用該函數(shù)，根據(jù)指令cache原理，此時(shí)這7條指令或5條指令應(yīng)該被緩存進(jìn)指令cache中。關(guān)閉cache后通過(guò)asi映射空間，在四路組中尋找與該函數(shù)地址相一致的映像。如果找到，則指令cache測(cè)試正確，否則指令cache測(cè)試錯(cuò)誤；

(2)、數(shù)據(jù)cache驗(yàn)證：首先刷新數(shù)據(jù)cache，清除數(shù)據(jù)cache中所有的位。定義一個(gè)數(shù)組a或b，讀取數(shù)組的第一個(gè)元素a[0]或b[0]，數(shù)據(jù)cache中會(huì)分配一個(gè)新行存放該數(shù)組的映像。通過(guò)asi空間判斷是否已經(jīng)分配了新行，同時(shí)緩存進(jìn)cache新行中的數(shù)據(jù)是否正確。

被測(cè)空間處理器的測(cè)試結(jié)果按照如下方法組幀成串口數(shù)據(jù)后通過(guò)rs485電平模塊傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)，將上位計(jì)算機(jī)的串口接收工具設(shè)置為9600bps波特率/8數(shù)據(jù)位/1停止位、hex方式顯示，串口接收工具可以進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)顯示和保存等操作。

為了提高測(cè)試的覆蓋率和充分性，指令和數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序按照上面實(shí)例均包含了兩個(gè)測(cè)試程序，因此，此時(shí)被測(cè)空間處理器的測(cè)試結(jié)果串口幀格式如下：一幀數(shù)據(jù)由22個(gè)字節(jié)、8部分組成：

幀頭：0x55aa(2字節(jié))

寄存器堆錯(cuò)誤數(shù)：處理器寄存器堆測(cè)試程序報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)(共3字節(jié))

數(shù)學(xué)計(jì)算錯(cuò)誤數(shù)：數(shù)學(xué)計(jì)算測(cè)試程序報(bào)告的運(yùn)算錯(cuò)誤數(shù)(共3字節(jié))

指令cache錯(cuò)誤數(shù)：數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序1中報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)(共3字節(jié))

指令cache錯(cuò)誤數(shù)：數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序2中報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)(共3字節(jié))

數(shù)據(jù)cache錯(cuò)誤數(shù)：指令cache測(cè)試程序1中報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)(共3字節(jié))

數(shù)據(jù)cache錯(cuò)誤數(shù)：指令cache測(cè)試程序2中報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)(共3字節(jié))

幀尾：0x55aa(2字節(jié))

正常的時(shí)候應(yīng)該輸出：0x55aa00000000000000000000000000000000000055aa；若出現(xiàn)0x55aa00000700000400000100000000000000000155aa，則說(shuō)明寄存器堆錯(cuò)誤數(shù)為7，數(shù)學(xué)計(jì)算錯(cuò)誤數(shù)為4，數(shù)據(jù)cache測(cè)試程序1的錯(cuò)誤數(shù)為1，指令cache測(cè)試程序2中報(bào)告的錯(cuò)誤數(shù)為1。

整體測(cè)試過(guò)程如圖3所示。

出現(xiàn)寄存器堆錯(cuò)誤、數(shù)學(xué)計(jì)算錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)cache、指令cache錯(cuò)誤，說(shuō)明空間處理器出現(xiàn)了單元翻轉(zhuǎn)。

狀態(tài)指示板3的作用：通過(guò)按下其上的復(fù)位按鈕，向監(jiān)測(cè)控制板5輸出復(fù)位信號(hào)，從而復(fù)位被測(cè)空間處理器。

每次測(cè)試系統(tǒng)上電之后，若有上位機(jī)的串口工具上顯示亂碼，可以先清除這些亂碼數(shù)據(jù)。當(dāng)空間處理器發(fā)生以下幾種功能中斷的異常情況時(shí)，首先保存上位機(jī)串口顯示工具的數(shù)據(jù)，隨后進(jìn)行異常情況的處理，方法如下：

(1)、串口無(wú)輸出：首先按下?tīng)顟B(tài)指示板3上的復(fù)位按鈕，對(duì)被測(cè)空間處理器進(jìn)行復(fù)位，若復(fù)位后仍然沒(méi)有輸出，需要重新對(duì)外部供電電源2進(jìn)行斷電和上電操作，重新啟動(dòng)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)；

(2)、串口輸出幀格式混亂：首先按下?tīng)顟B(tài)指示板3上的復(fù)位按鈕，對(duì)被測(cè)空間處理器進(jìn)行復(fù)位，若復(fù)位后仍然無(wú)法解決，需要重新對(duì)外部供電電源2進(jìn)行斷電和上電操作，重新啟動(dòng)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)；

(3)、閂鎖：需要重新對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行斷電和上電操作；

(4)、狀態(tài)指示板3的狀態(tài)指示燈亮：說(shuō)明被測(cè)空間處理器7出現(xiàn)程序跑飛或運(yùn)行錯(cuò)誤的情況，此時(shí)狀態(tài)指示板3向被測(cè)空間處理器7輸出復(fù)位信號(hào)；

(5)、程序長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有輸出結(jié)果：通過(guò)狀態(tài)指示板對(duì)被測(cè)空間處理器進(jìn)行復(fù)位操作。

本發(fā)明為未詳細(xì)說(shuō)明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。