JP3274036B2 - プロセッサの動作モデルと論理検証用試験命令列の自動生成方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイプライン処理機能
を有するプロセッサの動作論理を検証するための命令列
を自動生成する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセッサの機能又は構造の設計が仕様
を正しく実現しているか否かを検証するための論理シミ
ュレーション、及び製造されたプロセッサが仕様通りに
動作するか否かを検証するための動作試験を行うために
は、プロセッサに与えられる試験命令列（テストプログ
ラム）の作成が不可欠である。更に、短時間で信頼性の
高い検証を行うためには、質の良いテストプログラムを
作成する必要がある。

【０００３】ここで、プロセッサの内部で命令のパイプ
ライン処理を行うことは、処理速度の高いプロセッサを
実現するために欠かせない技法である。パイプライン処
理が実行される場合、同時に処理される複数の命令の間
で、次のような競合状態（パイプラインハザード）が発
生する可能性がある。

【０００４】・ある機能を有するハードウエア資源の数
がＮである場合に、合計でＮ＋１以上の当該ハードウエ
ア資源の使用要求が発生する状態。 ・２つの命令間のレジスタ又はメモリに対するデータの
読出し及び書込みの順序が入れ替わる結果、正常な実行
結果が得られなくなる状態。 これらのパイプラインハザードを解決するためには、プ
ロセッサ内に、パイプラインのインターロック及び命令
の実行順序の入換え等を制御する機構が必要である。

【０００５】このような機構を実現するためのプロセッ
サの機能又は構造の設計が仕様を正しく実現しているか
否かを検証するためには、論理シミュレーションを実行
する必要がある。更に、製造されたプロセッサが仕様通
りに動作するか否かを検証するために、動作試験を行う
必要がある。そして、これらの検証を行うためには、プ
ロセッサに与える試験命令列（テストプログラム）の作
成が不可欠となる。

【０００６】プロセッサの構造は、一般に、実際のデー
タ処理を扱う演算部（ＡＬＵ、レジスタファイル等）
と、それらを制御する制御部に分けることができる。そ
して、そのような構造のうちでも、制御部が有する機能
は複雑である。そのため、その機能を効率よく検証でき
るテストプログラムを作成することは、重要であると同
時に難しい問題である。

【０００７】従来のテストプログラムは、次のような方
法の組み合わせによって作成されている。 方法１：試験命令列を人手で作成する。

【０００８】方法２：計算機を利用して、無作為に多く
の試験命令列を発生させる。 方法３：既存のプログラムを利用して試験命令列を作成
する。 なお、プロセッサの仕様を表現する記述からプロセッサ
の制御機構を検証するための試験命令列を自動生成する
方式に関しては、本願出願人により既に２件の特許出
願：特願平４−１４５８１２、特願平５−２１７８１３
がなされているが、これらは本発明が実現しているよう
な厳密な動作モデルに基づいたものではない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した方法
１に基づく従来技術は、人手を利用するため、多くの開
発期間を必要とする。更に、人手で作成された試験命令
列は、その質を評価することが難しく、その有効性を客
観的に保証することができないという問題点を有してい
る。

【００１０】また、上述した方法２又は３に基づく従来
技術では、命令数を増やすことによって検証の信頼性を
上げることが可能ではある。しかし、論理シミュレーシ
ョンや動作試験を行うためには、膨大な実行時間が必要
となるという問題点を有している。

【００１１】更に、本願出願人により既に特許出願され
ている方式は、パイプラインハザードの発生時に前段側
のパイプラインステージが停止するような制御を検証す
るための試験命令列の生成方式に限定されるものであ
る。従って、これらの方式は、現在多く出現しつつある
複雑なパイプライン制御方式に対応しきれないという問
題点を有している。

【００１２】本発明は、より多くの種類のプロセッサを
対象として、対象となるプロセッサのための論理シミュ
レーション及び動作試験の実行時間の短縮と、それらの
検証の信頼性の向上を実現するために、プロセッサの動
作論理を検証するための質の高い試験命令列を自動的か
つ短時間に生成可能とすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の第１の
態様のブロック図である。まず、仕様情報保持手段１０
２は、プロセッサのパイプラインの構成及びプロセッサ
が実行する各命令に関する仕様情報１０１を保持する。
ここで、“パイプライン”とは、命令の処理を基本的に
１クロックサイクル（命令サイクル）で処理できる幾つ
かの単位動作（パイプラインステージ）に分割し、連続
する複数の入力に対する処理実行をオーバーラップさせ
て各パイプラインステージにおいて並列に処理する機能
をいう。１つの命令を１命令サイクルの間保持すること
のできるハードウエア単位をパイプラインユニットとよ
ぶ。また、“プロセッサが実行する各命令についての仕
様情報”とは、プロセッサのパイプライン動作を決定す
る情報であって、例えば、各命令のパイプライン処理の
経路や、各命令のパイプラインステージ毎のハードウエ
ア資源の占有についての情報、及びレジスタ又はメモリ
等に対するデータの読出し／書込みの実行についての情
報である。

【００１４】動作モデル構成手段１０４は、仕様情報保
持手段１０１が保持する仕様情報１０１に基づき、パイ
プラインの動作を表現し、パイプラインの各構成部分
（各パイプラインユニット）の状態とそれらの状態の遷
移関係を複数の状態変数によって表現する動作モデル１
０３を構成する。この動作モデル１０３において、各パ
イプラインユニットに入力する命令は、外部又は他の状
態変数から１つの状態変数に入力される状態に対応付け
られる。

【００１５】試験状態列挙手段１０６は、動作モデル構
成手段１０４によって構成される動作モデル１０３に含
まれる複数の状態変数の状態が競合を起こすような状態
である試験状態１０５を列挙する。

【００１６】試験命令列生成手段１０８は、動作モデル
構成手段１０４によって構成される動作モデル１０３が
その初期状態から試験状態列挙手段１０６によって列挙
される各試験状態１０５へ遷移する過程に対応した試験
命令列１０７を生成する。

【００１７】上述の本発明の第１の態様として示される
装置が実現する機能は、その機能を実現する方法として
具体化することもできる。図２は、本発明の第２の態様
のブロック図である。

【００１８】仕様情報保持手段２０２は、プロセッサの
パイプラインの構成及びプロセッサが実行する各命令に
関する仕様情報２０１を保持する。初期動作モデル構成
手段２０４は、仕様情報保持手段２０２が保持する仕様
情報２０１に基づいて、パイプラインの動作を表現し、
パイプラインの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移
関係を複数の状態変数によって表現する動作モデルを初
期動作モデル２０３として構成する。

【００１９】状態数最小化手段２０６は、初期動作モデ
ル構成手段２０４によって構成される初期動作モデル２
０３に含まれる各状態変数が有する複数の状態を、それ
らの状態が有する属性に基づいてグループ化することに
より、各状態変数が有する状態の数を最小化し、その最
小化が行われた動作モデル２０５を構成する。

【００２０】上述の本発明の第２の態様として示される
装置が実現する機能は、その機能を実現する方法として
具体化することもできる。図３は、本発明の第３の態様
のブロック図である。

【００２１】入力情報保持手段３０３は、上述した本発
明の第１又は第２の態様によって構成される動作モデル
３０１（動作モデル１０３、２０５に対応する）と、そ
の動作モデル３０１に含まれる複数の状態変数の状態が
競合を起こすような状態である試験状態３０２を、入力
情報として保持する。

【００２２】試験命令列列挙手段３０６は、入力情報保
持手段３０３に保持された動作モデル３０１を構成する
複数の状態変数の状態が競合を起こす状態を含むことな
く、動作モデル３０１の状態が所定の入力状態３０４か
ら入力情報保持手段３０３に保持される試験状態３０２
のうちの何れかへ遷移する過程に対応した試験命令列３
０５を列挙する。

【００２３】次時刻状態計算手段３０８は、入力情報保
持手段３０２に保持された動作モデル３０１を構成する
複数の状態変数の状態が、試験命令列列挙手段３０６が
列挙した試験命令列３０５に対応する試験状態になった
後に次に遷移する状態である次時刻状態３０７を計算
し、その次時刻状態３０７を所定の入力状態３０４とし
て試験命令列列挙手段３０６に入力させる。

【００２４】上述の本発明の第３の態様として示される
装置が実現する機能は、その機能を実現する方法として
具体化することもできる。図４(a) は、本発明の第４の
態様のブロック図である。

【００２５】入力情報保持手段４０３は、上述した本発
明の第１又は第２の態様によって構成される動作モデル
４０１（動作モデル１０３、２０５に対応する）と、動
作モデル４０１に含まれる複数の状態変数の状態を入力
とする状態評価関数４０２を、入力情報として保持す
る。

【００２６】到達可能状態列挙手段４０４は、入力情報
として入力される動作モデル４０１を構成する複数の状
態変数についてその初期状態から到達可能な状態であっ
て、状態評価関数４０２の値が所定の条件を満たす状態
を列挙する。

【００２７】試験命令列列挙手段４０６は、到達可能状
態列挙手段４０４によって列挙される状態に至る命令列
を試験命令列４０５として列挙する。図４(b) は、本発
明の第４の態様のより具体的なブロック図である。

【００２８】入力情報保持手段４０９は、上述した本発
明の第１又は第２の態様により構成される動作モデル４
０７（動作モデル１０３、２０５に対応する）と、動作
モデル４０７に含まれる複数の状態変数の状態を入力と
する状態評価関数４０８を、入力情報として保持する。

【００２９】到達可能状態列挙手段４１０は、入力情報
として入力される動作モデル４０７を構成する複数の状
態変数についてその初期状態から到達可能な状態を列挙
する。

【００３０】状態評価関数計算手段４１１は、到達可能
状態列挙手段４１０によって列挙される状態に対応する
状態評価関数４０８の値を計算する。命令列列挙手段４
１２は、到達可能状態列挙手段４１０によって列挙され
る状態に至る命令列を列挙する。

【００３１】試験命令列出力手段４１４は、状態評価関
数計算手段４１１によって計算される値が所定の条件を
満たす状態を到達可能状態列挙手段４１０によって列挙
される状態から選択し、選択された状態に対応する命令
列を命令列列挙手段４１２から選択し、選択された命令
列を試験命令列４１３として出力する。

【００３２】上述の本発明の第４の態様として示される
装置が実現する機能は、その機能を実現する方法として
具体化することもできる。図５(a) は、本発明の第５の
態様のブロック図である。

【００３３】入力情報保持手段５０３は、上述した本発
明の第１又は第２の態様によって構成される動作モデル
５０１（動作モデル１０３、２０５に対応する）と、動
作モデル５０１に含まれる複数の状態変数の状態の時系
列５０２を、入力情報として保持する。

【００３４】到達可能状態時系列列挙手段５０４は、入
力情報として入力される動作モデル５０１を構成する複
数の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態
の時系列であって、入力情報として入力される状態の時
系列５０２を列挙する。

【００３５】試験命令列列挙手段５０６は、到達可能状
態時系列列挙手段５０４によって列挙される状態の時系
列を実現する命令列を試験命令列５０５として列挙す
る。図５(b) は、本発明の第５の態様のより具体的なブ
ロック図である。

【００３６】入力情報保持手段５０９は、上述した本発
明の第１又は第２の態様により構成される動作モデル５
０７（動作モデル１０３、２０５に対応する）と、動作
モデル５０７に含まれる複数の状態変数の状態の時系列
５０８を、入力情報として保持する。

【００３７】到達可能状態列挙手段５１０は、入力情報
として入力される動作モデル５０７を構成する複数の状
態変数についてその初期状態から到達可能な状態を列挙
する。

【００３８】命令列列挙手段５１１は、到達可能状態列
挙手段５１０によって列挙される状態に至る命令列を列
挙する。状態時系列検索手段５１２は、到達可能状態列
挙手段５１０によって列挙された状態からバックトラッ
クしながら、入力情報として入力される状態の時系列５
０８に一致する状態の時系列を検索する。

【００３９】試験命令列出力手段５１４は、状態時系列
検索手段５１２によって検索された状態の時系列の最終
状態に至る命令列を命令列列挙手段５１１から選択し、
選択された命令列を試験命令列５１３として出力する。

【００４０】上述の本発明の第５の態様として示される
装置が実現する機能は、その機能を実現する方法として
具体化することもできる。図６(a) は、本発明の第６の
態様のブロック図である。

【００４１】入力情報保持手段６０３は、上述した本発
明の第１又は第２の態様によって構成される動作モデル
６０１（動作モデル１０３、２０５に対応する）と、動
作モデル６０１に含まれる複数の状態変数の状態の時系
列の評価関数６０２を、入力情報として保持する。

【００４２】到達可能状態時系列列挙手段６０４は、入
力情報として入力される動作モデル６０１を構成する複
数の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態
の時系列であって、評価関数６０２の値が所定の条件を
満たす状態の時系列を列挙する。

【００４３】試験命令列列挙手段６０６は、到達可能状
態時系列列挙手段６０４によって列挙される状態の時系
列を実現する命令列を試験命令列６０５として列挙す
る。図６(b) は、本発明の第６の態様のより具体的なブ
ロック図である。

【００４４】入力情報保持手段６０９は、上述した本発
明の第１又は第２の態様により構成される動作モデル６
０７（動作モデル１０３、２０５に対応する）と、動作
モデル６０７に含まれる複数の状態変数の状態の時系列
の評価関数６０８を、入力情報として保持する。

【００４５】到達可能状態列挙手段６１０は、入力情報
として入力される動作モデル６０７を構成する複数の状
態変数についてその初期状態から到達可能な状態を列挙
する。

【００４６】命令列列挙手段６１１は、到達可能状態列
挙手段６１０によって列挙される状態に至る命令列を列
挙する。状態時系列評価関数計算手段６１２は、到達可
能状態列挙手段６１０によって列挙された状態からバッ
クトラックして得られる状態の時系列について、その評
価関数６０８を計算する。

【００４７】試験命令列出力手段６１４は、状態時系列
評価関数計算手段６１２によって計算される値が所定の
条件を満たす状態の時系列を到達可能状態列挙手段６１
０によって列挙された状態からバックトラックして得ら
れる状態の時系列のうちから選択し、選択された状態の
時系列の最終状態に至る命令列を命令列列挙手段６１１
から選択し、選択された命令列を試験命令列６１３とし
て出力する。

【００４８】上述の本発明の第６の態様として示される
装置が実現する機能は、その機能を実現する方法として
具体化することもできる。

【００４９】

【作用】本発明の第１の態様では、入力された仕様情報
１０１に基づきプロセッサのパイプラインの動作を表現
する動作モデル１０３が自動的に構成される。この動作
モデル１０３が正確かつ簡略に構成されることにより、
出力される試験命令列１０７の品質向上と、その命令列
に基づくプロセッサ試験の処理の効率化を実現すること
ができる。

【００５０】次に、試験状態１０５が仕様情報１０１に
基づき列挙された後、初期状態から試験状態１０５への
遷移過程に対応した試験命令列１０７が生成される。試
験状態１０５の選び方により、目的に応じたテストプロ
グラムを自由に作ることが可能となる。

【００５１】本発明の第２の態様では、入力された仕様
情報２０１に直接的に対応した動作モデルが初期動作モ
デル２０３として生成された後、その動作モデルに含ま
れる各状態変数が有する複数の状態がグループ化され、
複数の状態が１つの状態として処理されることにより、
動作モデルの状態数が削減される。この結果、パイプラ
インの構成、及びパイプライン上の命令の流れに関する
仕様を維持したまま、プロセッサの簡約化された動作モ
デル２０５を得ることができる。そして、このような動
作モデル２０５に基づいて試験命令列を生成するための
処理に擁する時間を短縮することができる。

【００５２】本発明の第３の態様では、入力された動作
モデル３０１及びその動作モデル３０１の試験状態３０
２に基づいて、試験状態３０２を含まない状態遷移によ
り試験状態３０２に到達する試験命令列３０５を列挙す
る処理と、試験状態３０２の次時刻（次の命令サイク
ル）の状態を求める処理が繰り返し実行されることによ
り、試験命令列３０５が自動的に生成される。次時刻に
複雑な状態遷移がある場合が試験状態３０２として設定
されることにより、試験状態３０２を含まない状態遷移
は単純なものとなって、試験命令列３０２を効率良く抽
出することができる。

【００５３】本発明の第４の態様では、動作モデル４０
１、４０７に対して試験項目を指定するための入力情報
として、或る１つの時刻における試験状態の集合ではな
く、状態評価関数４０２、４０８を指定できる。

【００５４】パイプラインプロセッサでは、トラップ制
御において、トラップ発生時にトラップを誘発させた命
令が実行されるより前に実行された命令と、それより後
に実行された命令を正確に区別して制御する機構が、重
要な役割を果たす。特に、厳密トラップ（precisetrap
）の実現のためには、トラップを誘発させた命令が実
行されるより前に実行された命令は、トラップハンドラ
に制御が移った時点において実行を完了していなければ
ならず、かつ、トラップを誘発させた命令が実行される
より後に実行されるはずの命令は、トラップハンドラに
制御が移った時点において実行が開始されていてはなら
ない。このような状態を検証するためには、例えば、パ
イプラインにできる限り多くの命令が詰った状態かつト
ラップを発生させる状態が試験項目となるように、試験
命令列を生成する必要がある。

【００５５】本発明の第４の態様では、このような定性
的に表現される試験項目を、状態を評価する状態評価関
数４０２、４０８によって効率的に定義することがで
き、それに対応する試験命令列５０５、５１３を、自動
的かつ効率的に生成することができる。

【００５６】本発明の第５の態様では、動作モデル５０
１、５０７に対して試験項目を指定するための入力情報
として、状態の時系列５０２、５０８を指定できる。例
えば或る種のパイプラインプロセッサにおいて、命令の
実行結果の書込みユニットとレジスタファイルとの間に
バッファが設けられ、このバッファによって実際のライ
トバック動作がプログラム上のステップの順番に対応す
るように修正されることにより、正確なトラップが実現
されるように設計される場合がある。このようなパイプ
ライン機構を検証するためには、数命令サイクルの間命
令の完了順序が入れ替わる状態を発生させ、バッファに
データを保持させた後に、トラップを発生させるような
試験命令列を生成する必要がある。

【００５７】本発明の第５の態様では、このような状態
の変化を、状態の時系列５０２、５０８として指定する
ことができ、一定期間にわたり特定の状態を発生させる
ような試験命令列５０５、５１３を、自動的かつ効率的
に生成することができる。

【００５８】本発明の第６の態様では、動作モデル６０
１、６０７に対して試験項目を指定するための入力情報
として、状態の時系列の評価関数６０２、６０８を指定
できる。

【００５９】例えば、プログラム上のレジスタ番号と物
理レジスタ番号との間で動的に番号の付替えを行う、い
わゆるレジスタリネーミング機構を有するパイプライン
プロセッサが存在するが、このようなプロセッサにおい
ては、リネーミングのための物理レジスタの数（リネー
ミングスペース）が不足する場合が問題となる。この不
足が生じないように設計されたプロセッサにおいて本当
にこの不足が発生しないことを検証するためには、でき
るだけ多くのリネーミングスペースが消費されるような
試験命令列が必要となる。

【００６０】本発明の第６の態様では、このような一定
期間の状態が定性的に表現される試験項目を、状態の時
系列を評価する評価関数６０２、６０８によって効率的
に定義することができ、それに対応する試験命令列６０
５、６１３を、自動的かつ効率的に生成することができ
る。

【００６１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
つき詳細に説明する。 ＜第１の実施例＞図７は、本発明の第１の実施例の全体
構成図である。この構成図によって実現される機能は、
特には図示しないプロセッサとメモリ、及びそれらによ
って実現される制御プログラムを主な構成要素とするコ
ンピュータシステムによって実現されている。

【００６２】図７において、仕様情報保持部７０１は、
検証の対象であるプロセッサのパイプライン構成及びプ
ロセッサが実行するそれぞれの命令に関する仕様情報を
保持する。

【００６３】初期動作モデル構成部７０２は、仕様情報
保持部７０１に保持された仕様情報から、パイプライン
に関する初期動作モデルＭ₀ を構成する。状態数最小化
部７０３は、初期動作モデルＭ₀ の状態の数を最小化す
ることにより、動作モデルＭを構成する。

【００６４】入力情報保持部７０４は、上述の動作モデ
ルＭとそのモデルに対する試験状態の集合Ｈとからなる
入力情報を保持する。試験命令列列挙部７０５は、入力
情報保持部７０４に保持された動作モデルＭと試験状態
の集合Ｈとから、入力情報保持部７０４に保持された動
作モデルＭを構成する複数の状態変数の状態が競合を起
こす状態を含むことなく、動作モデルＭの状態が所定の
入力状態から入力情報保持部７０４に保持される試験状
態の集合Ｈに含まれる試験状態のうちの何れかへ遷移す
る過程に対応した試験命令列７０７を列挙する。

【００６５】次時刻状態計算部７０６は、入力情報保持
部７０４に保持された動作モデルＭを構成する複数の状
態変数の状態が、試験命令列列挙部７０５が列挙した試
験命令列７０７に対応する試験状態になった後に次に遷
移する状態である次時刻状態を計算し、その次時刻状態
を新たな入力状態として試験命令列列挙手段７０５に入
力させる。

【００６６】以上の構成を有する第１の実施例の動作に
ついて、図８〜図１５の動作フローチャート、図１６及
び図１７のデータ構成図、並びに、図１８〜図２８の動
作説明図に従って、詳細に説明する。

【００６７】まず、図８のステップ８０１で示されるよ
うに、図７に示される仕様情報保持部７０１に、仕様情
報が入力される。図１８に、仕様情報によって表される
パイプライン構成の例を示す。

【００６８】パイプライン処理では、１つの命令によっ
て実行される１つの処理過程が複数の時間的に独立した
処理ステージに分割され、それぞれの命令のそれぞれの
処理ステージはそれぞれに対応した処理ユニットによっ
て実行される。そして、それぞれの命令サイクルにおい
て、複数の処理ユニットによって、複数の命令に対応す
る複数の相互に異なる処理ステージが並列に実行され
る。

【００６９】図１８において、命令フェッチユニット
（ＩＦユニット）１８０１は、それぞれの命令の命令フ
ェッチステージ（ＩＦステージ）を実行するユニットで
ある。このユニットは、特には図示しないメモリから命
令をフェッチする。

【００７０】命令デコードユニット（ＩＤユニット）１
８０２は、それぞれの命令の命令デコードステージ（Ｉ
Ｄステージ）を実行する。このユニットは、フェッチさ
れた命令をデコードし、また、その命令に対応するオペ
ランドをレジスタから読み出す。

【００７１】算術論理演算ユニット（ＡＬＵユニット）
１８０３は、それぞれの命令の算術論理演算ステージ
（ＡＬＵステージ）を実行する。このユニットは、デコ
ードされた命令が整数演算命令又は論理演算命令である
場合に、その命令に対応する整数演算又は論理演算を実
行する。

【００７２】メモリアクセスユニット（ＭＥＭユニッ
ト）１８０４は、それぞれの命令のメモリアクセスステ
ージ（ＭＥＭステージ）を実行する。このユニットは、
ＡＬＵユニット１８０３によりアドレスが計算されたデ
ータを、特には図示しないメモリから読み出し又はその
メモリに書き込む。

【００７３】Ｆ₁ ユニット１８０５、Ｆ₂ ユニット１８
０６、及びＦ₃ ユニット１８０７とから構成される浮動
小数点演算ユニット（ＦＰＵユニット）は、それぞれの
命令の浮動小数点演算ステージ（ＦＰＵステージ）を実
行する。このユニットは、デコードされた命令が浮動小
数点演算命令である場合に、その命令に対応するオペラ
ンドに対して浮動小数点演算を実行する。

【００７４】ライトバックユニット（ＷＢユニット）１
８０８は、それぞれの命令のライトバックステージ（Ｗ
Ｂステージ）を実行する。このユニットは、ＭＥＭユニ
ット１８０４によって特には図示しないメモリから取得
されたデータ又はＡＬＵユニット１８０３によって演算
されたデータを、特には図示しないレジスタに書き込
む。

【００７５】上述のパイプラインの構成において、１命
令サイクルの期間にフェッチされる命令は１個であり、
ＦＰＵステージ以外のステージの実行は、１命令サイク
ルで終了する。ＦＰＵステージが消費する命令サイクル
数は実行される命令によって異なる。１つの命令がＦ₁
ユニット１８０５によって実行された後にＦ₃ ユニット
１８０７によって実行される場合には、その命令に対応
するＦＰＵステージは２命令サイクルを消費する。ま
た、１つの命令がＦ₁ ユニット１８０５によって実行さ
れた後にＦ₂ ユニット１８０６が実行され更にその後に
Ｆ₃ ユニット１８０７によって実行される場合には、そ
の命令に対応するＦＰＵステージは３命令サイクルを消
費する。

【００７６】上述した例で示されるようなパイプライン
構成に関する仕様を所定の形式に従って記述した仕様情
報が、仕様情報保持部７０１に入力される。次に、図１
９に、仕様情報によって表される命令の実行形態の例を
示す。この仕様情報により示される仕様は以下のとうり
である。即ち、命令Ａは、命令サイクルの進行に同期し
て、その命令に対応するＩＦステージ、ＩＤステージ、
ＡＬＵステージ、及びＷＢステージが順に実行される。
また、命令Ｂは、命令サイクルの進行に同期して、その
命令に対応するＩＦステージ、ＩＤステージ、ＡＬＵス
テージ、ＭＥＭステージ、及びＷＢステージが順に実行
される。更に、命令Ｃは、命令サイクルの進行に同期し
て、その命令に対応するＩＦステージ、ＩＤステージ、
Ｆ₁ ユニット１８０５の実行タイミングとＦ₃ ユニット
１８０７の実行タイミングとからなるＦＰＵステージ、
及びＷＢステージが順に実行される。加えて、命令Ｄ
は、命令サイクルの進行に同期して、その命令に対応す
るＩＦステージ、ＩＤステージ、Ｆ₁ ユニット１８０５
の実行タイミングとＦ₂ ユニット１８０６の実行タイミ
ングとＦ₃ ユニット１８０７の実行タイミングとからな
るＦＰＵステージ、及びＷＢステージが順に実行され
る。

【００７７】上述した例で示されるような命令の実行形
態に関する仕様を所定の形式に従って記述した仕様情報
が、仕様情報保持部７０１に入力される。次に、図８の
ステップ８０２で示されるように、図７に示される初期
動作モデル構成部７０２は、仕様情報保持部７０１に保
持された仕様情報に従って、初期動作モデルＭ₀ を構成
する。図１８及び図１９に示される仕様情報に基づい
て、図２０に概念的に示される初期動作モデルＭ₀ が構
成される。

【００７８】仕様情報から初期動作モデルＭ₀ を構成す
るためのアルゴリズムは、以下に示される。まず、パイ
プラインの構成例に関する仕様情報（図１８参照）に基
づいて、パイプラインを構成する各ユニットに対応し
て、図１６に示される構造体として定義される状態変数
が確保される。このとき、ユニット内部のパイプライン
も考慮され、命令サイクル毎に命令を１個保持できるユ
ニットにつき１個の状態変数が対応させられる。図１８
のパイプラインの構成例では、ＩＦユニット１８０１、
ＩＤユニット１８０２、ＡＬＵユニット１８０３、ＭＥ
Ｍユニット１８０４、及びＷＢユニット１８０８のそれ
ぞれに対応して１つずつの状態変数が確保されると共
に、ＦＰＵユニットを構成するＦ₁ ユニット１８０５、
Ｆ₂ ユニット１８０６、及びＦ₃ ユニット１８０７のそ
れぞれに対応して１つずつの状態変数が確保される。ま
た、図２０に示される初期動作モデルＭ₀ の例では、番
号#1〜#8で参照される円が状態変数を表しており、それ
ぞれの円は、図１８のパイプライン構成の例において番
号１８０１〜１８０８で参照される各ユニットに、１対
１に対応している。

【００７９】次に、上述のようにして確保された状態変
数を構成する図１６に示される各構成要素が決定され
る。図１６において、状態変数の“前段に接続する状態
変数のリスト”には、次時刻にその状態変数に対応する
ユニットが処理する状態を保持する可能性のあるユニッ
トに対応する状態変数のリストが保持される。例えば図
１８及び図１９の例において、ＡＬＵユニット１８０３
に注目した場合に、そのユニットによって実行されるの
は命令Ａ及び命令Ｂという２つの状態であって、ＡＬＵ
ユニット１８０３がこれらの状態を実行する現在時刻よ
り１単位前の時刻には、ＩＤユニット１８０２がこれら
の状態を実行する。従って、ＡＬＵユニット１８０３に
対応する状態変数の“前段に接続する状態変数のリス
ト”には、ＩＤユニット１８０２に対応する状態変数が
登録される。また、Ｆ₃ ユニット１８０７に注目した場
合に、そのユニットによって実行されるのは命令Ｃ及び
命令Ｄという２つの状態であって、Ｆ₃ ユニット１８０
７がこれらの状態を実行する現在時刻より１単位前の時
刻には、Ｆ₁ ユニット１８０５が命令Ｃを実行しＦ₂ ユ
ニット１８０６が命令Ｄを実行する。従って、Ｆ₃ ユニ
ット１８０７に対応する状態変数の“前段に接続する状
態変数のリスト”には、Ｆ₁ ユニット１８０５に対応す
る状態変数とＦ₂ ユニット１８０６に対応する状態変数
が登録される。

【００８０】図１６において、状態変数の“後段に接続
する状態変数のリスト”には、その状態変数に対応する
ユニットが保持する状態を次時刻に処理する可能性のあ
るユニットに対応する状態変数のリストが保持される。
例えば図１８及び図１９の例において、ＡＬＵユニット
１８０３に注目した場合に、そのユニットにより実行さ
れるのは命令Ａ及び命令Ｂという２つの状態であって、
次時刻にこれらの状態を実行する可能性のあるユニット
は、ＷＢユニット１８０８とＭＥＭユニット１８０４で
ある。従って、ＡＬＵユニット１８０３に対応する状態
変数の“後段に接続する状態変数のリスト”には、ＷＢ
ユニット１８０８に対応する状態変数とＭＥＭユニット
１８０４に対応する状態変数が登録される。

【００８１】それぞれの状態変数の上述した“前段に接
続する状態変数のリスト”と“後段に接続する状態変数
のリスト”は、図２０に示される初期動作モデルＭ₀ の
例では、それぞれの円で示されるそれぞれの状態変数の
間を結ぶ矢印を規定する。

【００８２】図１６において、状態変数の“入力の集
合”には、その状態変数に対応するユニットにパイプラ
インの外部から入力される状態の集合が保持される。初
期動作モデルＭ₀ においては、命令フェッチユニットに
対応する状態変数の“入力の集合”は、そのパイプライ
ンにおいて実行可能な全ての命令の集合であり、その他
のユニットに対応する状態変数の“入力の集合”は、空
集合である。より具体的には、例えば図１８及び図１９
の例において、ＩＦユニット１８０１に対応する状態変
数の“入力の集合”には、命令Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤとい
う４つの状態が登録される。また、図２０に示される初
期動作モデルＭ₀ の例では、ＩＦユニット１８０１に対
応する状態変数の“入力の集合”によって、#1で参照さ
れる円で示されるＩＦユニット１８０１に対応する状態
変数に入力される矢印と、その矢印に付加される状態
（命令）が規定される。

【００８３】図１６において、状態変数の“状態の集
合”には、その状態変数に対応するユニットが処理する
状態の集合が保持される。なお、ここには、処理する状
態（命令）が無いことを示す情報も保持される。初期動
作モデルＭ₀ においては、各状態変数の“状態の集合”
は、各状態変数に対応するユニットに入力する可能性の
ある全ての命令と命令が無いことを示す情報とからな
る。例えば図１８及び図１９の例において、ＡＬＵユニ
ット１８０３に注目した場合に、そのユニットにより実
行されるのは命令Ａ及び命令Ｂという２つの状態であ
る。従って、ＡＬＵユニット１８０３に対応する状態変
数の“状態の集合”には、命令Ａ、命令Ｂという２つの
状態と、命令が無いことを示す情報が登録される。ま
た、図２０に示される初期動作モデルＭ₀ の例では、上
述した“状態の集合”は、それぞれの状態変数に対応す
る円の中の記号として表現される。ここで、記号Ａ〜Ｄ
は命令Ａ〜Ｄという４つの状態に対応し、記号Ｏは処理
する命令が無いことを示す情報に対応する。なお、後述
する状態数最小化処理によって得られる動作モデルＭに
おいては、各状態変数の“状態の集合”には、グループ
化によって得られる状態の集合が保持され得る。

【００８４】図１６において、状態変数の“遷移関数”
は、その状態変数に対応するユニットの前段に接続され
るユニットから出力され又はパイプラインの外部から入
力される状態からその状態変数に対応するユニットが次
時刻に処理する状態を得るための関数が保持される。例
えば図１８及び図１９の例において、ＷＢユニット１８
０８に対応する状態変数の“遷移関数”によって、ＷＢ
ユニット１８０８の前段に接続されるＡＬＵユニット１
８０３が命令Ａを出力した場合にその命令Ａを次時刻に
処理する命令として取得すること、ＷＢユニット１８０
８の前段に接続されるＭＥＭユニット１８０４が命令Ｂ
を出力した場合にその命令Ｂを次時刻に処理する命令と
して取得すること、及びＷＢユニット１８０８の前段に
接続されるＦ₃ ユニット１８０７が命令Ｃを出力した場
合にその命令Ｃを次時刻に処理する命令として取得する
ことが規定される。また、図２０に示される初期動作モ
デルＭ₀ の例では、上記“遷移関数”は、１つの状態変
数から他の１つの状態変数へ向かう、記号Ａ、Ｂ、Ｃ、
又はＤの組合せによってラベル付けされた矢印によって
表現されている。

【００８５】図１６において、状態変数の“動作テーブ
ル”には、図１７に示されるデータ構造を有する動作テ
ーブルが保持される。この動作テーブルは、その状態変
数に対応するユニットが状態₁ 、状態₂ 、状態₃ 、・・
・等として示されるそれぞれの状態にある場合（それぞ
れの命令を実行している場合）に、その状態変数に対応
するユニットが動作₁ 、動作₂ 、動作₃ 、・・・等とし
て示されるレジスタの読出し又は書込み等のパイプライ
ンの制御に影響する動作を実行するか否か、又は当該ユ
ニットが特定のハードウエア資源を占有するか否か等を
定義する。例えば図１８及び図１９の例において、ＭＥ
Ｍユニット１８０４に対応する状態変数の“動作テーブ
ル”には、全ての状態に対してメインメモリが占有され
る旨が設定される。この動作テーブルは、後述する状態
数最小化の処理において使用される。

【００８６】それぞれの状態変数に対応して図１６に示
されるデータ構造を構成する上述したそれぞれの集合又
は“遷移関数”は、２分決定グラフ（ＢＤＤ）を用いて
効率良く表現し処理することができる。なお、図１６に
示されるデータ構造を構成するそれぞれの構成要素は、
それぞれの構成要素に対応する機能が定義されるデータ
へのポインタであってもよい。

【００８７】続いて、図８のステップ８０３で示される
ように、図７に示される状態数最小化部７０３は、上述
のようにして構成された初期動作モデルＭ₀ の状態の数
を最小化することにより、動作モデルＭを構成する。

【００８８】図９に、ステップ８０３の状態数最小化処
理に対応する更に詳細な動作フローチャートを示す。ま
ず、図９のステップ９０１において、図８のステップ８
０２で構成された初期動作モデルＭ₀ の各状態変数が順
序付けされる。具体的には、初期動作モデルＭ₀ を構成
する入力段の状態変数から最終段の状態変数に向かっ
て、それぞれの状態変数に、その接続順に対応する順序
情報が付加される。図２０に示される初期動作モデルＭ
₀ の例では、この順序付け処理により決定される状態変
数の順序は、#1、#2、#3、#5、#4、#6、#7、#8の状態変
数の順になる。

【００８９】次に、図９のステップ９０２で、入力段の
状態変数から最終段の状態変数に向かって順に、それぞ
れの状態変数における状態数が最小化される処理が実行
される。図１０に、この処理に対応する更に詳細な動作
フローチャートを示す。

【００９０】まず、図１０のステップ１００１で、入力
段の状態変数において、“状態の集合”に含まれる状態
のうち“動作テーブル”における値が同じ状態が、グル
ープ化される。即ち、入力段の状態変数に対応するパイ
プラインユニットにおいて、そのユニットで実行される
状態（命令）のうち、占有する資源、又はレジスタの読
出し若しくは書込みの動作等が同じ状態がグループ化さ
れる。この結果、グループ化の対象となった状態が新た
な１つの状態に置き換えられる。即ち、状態変数の“状
態の集合”において、グループ化の対象となった状態が
削除され、グループ化の結果を示す新たな１つの状態が
登録される。また、状態変数の“動作テーブル”におい
て、グループ化の対象となった状態に関する記述が削除
され、グループ化の結果を示す新たな１つの状態に関す
る記述が追加される。この記述は、グループ化の対象と
なった状態に関して共通に記述されていた内容と同じ内
容を有する。

【００９１】図１８の例に示されるように、通常、入力
段の状態変数は命令フェッチユニット（図１８ではＩＦ
ユニット１８０１）に対応しており、このユニットによ
ってフェッチされる全ての命令に対応する全ての状態の
“動作テーブル”における値は同じである。このため、
例えば図２１に示されるように、#1で示される入力段の
状態変数において、全ての命令（全ての状態）が新たな
１つの状態Ｘに置き換えられる。そして、#1の状態変数
の“状態の集合”において、グループ化の対象となった
状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図２０参照）が削除され、グルー
プ化の結果を示す新たな１つの状態Ｘが登録される。ま
た、状態変数の“動作テーブル”において、そのグルー
プを構成する状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに関する記述が削除さ
れて、グループ化の結果を示す新たな１つの状態Ｘに関
する記述が追加される。この記述は、グループ化の対象
となった状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに関して記述されていた共
通の内容と同じ内容を有する。なお、記号Ｏで示され
る、処理する状態（命令）が無いことを示す情報は、グ
ループ化されずに残される。

【００９２】次に、図９のステップ９０１で決定された
順序に従って、入力段の次段の状態変数から最終段の状
態変数に向かって、ステップ１００２〜ステップ１００
５の処理が繰り返し実行される。

【００９３】ステップ１００２では、図９のステップ９
０１で決定された順序に従って、入力段の状態変数の最
も近くに接続され、かつ処理されていない状態変数Ｕが
選択される。

【００９４】ステップ１００３では、状態変数Ｕの“状
態の集合”に含まれる状態のうち、状態変数Ｕの“前段
に接続する状態変数のリスト”に含まれる状態変数の
“状態の集合”において同じグループに属し、かつ状態
変数Ｕの“動作テーブル”における値が同じ状態が、グ
ループ化される。この結果、ステップ１００１の場合と
同様にして、グループ化の対象となった状態が新たな１
つの状態に置き換えられる。即ち、状態変数Ｕの“状態
の集合”において、グループ化の対象となった状態が削
除されて、グループ化の結果を示す新たな１つの状態が
登録される。また、状態変数Ｕの“動作テーブル”にお
いて、グループ化の対象となった状態に関する記述が削
除され、グループ化の結果を示す新たな１つの状態に関
する記述が追加される。そして、この記述は、グループ
化の対象となった状態に関して記述されていた共通の内
容と同じ内容を有する。上述のグループ化の処理によ
り、グループ化が行われた状態変数の前段に接続される
状態変数に対するグループ化の結果と同じ結果、又はそ
の結果を更に細分化した結果が得られる。

【００９５】ステップ１００４では、ステップ１００３
によるグループ化の処理が試みられた状態変数の“状態
の集合”に、その状態変数の前段に接続される状態変数
の“状態の集合”に含まれる状態とは異なる状態が含ま
れる場合、即ち、ステップ１００３によるグループ化の
処理が試みられた状態変数の“状態の集合”に、そのグ
ループ化の処理が試みられた状態変数の前段に接続され
る状態変数の“状態の集合”に含まれる状態を細分化し
た状態が含まれている場合は、ステップ１００３による
グループ化の処理が試みられた状態変数に対して、パイ
プラインの外部から、上述の異なる状態の入力があると
仮定され、その状態変数の“入力の集合”に、その外部
入力に対応する状態が追加される。外部入力が追加され
る理由は、ステップ１００３によるグループ化の処理が
試みられた状態変数に、その状態変数の前段に接続され
る状態変数の“状態の集合”に含まれる状態が入力され
た場合において、“遷移関数”が新たな状態を決定でき
るようにするためである。なお、ステップ１００４の処
理は、ステップ１００３によるグループ化の処理の結
果、グループ化が実際に行われた状態変数と、グループ
化が実際には行われなかった状態変数の両方を対象とし
て実行される。

【００９６】上述したステップ１００２〜１００４の処
理が、ステップ１００５で、処理されていない状態変数
がなくなったと判定されるまで、即ち、最終段の状態変
数が処理されるまで繰り返し実行される。

【００９７】図１０の動作フローチャートで示される図
９のステップ９０２の入力段側からの状態数最小化の処
理によって、例えば図２０に示される初期動作モデルＭ
₀ から図２１に示される動作モデルＭ₁ が得られる。こ
の動作モデルＭ₁ において、前述したように、入力段の
#1の状態変数において、状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄがグループ
化されることによって、それらの状態が新たな状態Ｘに
置き換えられる。また、#2の状態変数において、状態
Ａ、Ｂがグループ化されることによってそれらの状態が
新たな状態Ｙに置き換えられ、状態Ｃ、Ｄがグループ化
されることによってそれらの状態が新たな状態Ｚに置き
換えられる。この場合、#2の状態変数の“状態の集合”
に新たに含まれた状態Ｙ、Ｚは、#2の状態変数の前段に
接続される#1の状態変数の“状態の集合”に含まれる状
態Ｘとは異なる。このため、外部入力として、#2の状態
変数の“入力の集合”に、状態Ｙ、Ｚが追加される。更
に、#2の状態変数に対するグループ化の結果、#3の状態
変数の“状態の集合”に含まれている状態Ａ、Ｂは、#3
の状態変数の前段に接続される#2の状態変数の“状態の
集合”に含まれる状態Ｙ、Ｚとは異なる結果となる。こ
のために、外部入力として、#3の状態変数の“入力の集
合”に、状態Ａ、Ｂが追加される。これと同様にして、
#2の状態変数に対するグループ化の結果、#5の状態変数
の“状態の集合”に含まれている状態Ｃ、Ｄも、#5の状
態変数の前段に接続される#2の状態変数の“状態の集
合”に含まれる状態Ｙ、Ｚとは異なる結果となる。この
ため、外部入力として、#5の状態変数の“入力の集合”
に、状態Ｃ、Ｄが追加される。

【００９８】上述した図９のステップ９０２の入力段側
からの状態数最小化の処理により、それぞれの状態変数
に関して、入力段側からその状態変数に対応するユニッ
トまでの動作が全て同じ状態（命令）をグループ化する
ことができる。この結果、後述する試験命令列を生成す
るための処理が必要とする時間を短縮することができ
る。

【００９９】図９のステップ９０２の入力段側からの状
態数最小化の処理の後、ステップ９０３で、最終段の状
態変数から入力段の状態変数に向かって順に、それぞれ
の状態変数における状態数が最小化される処理が実行さ
れる。図１１に、この処理に対応する更に詳細な動作フ
ローチャートを示す。

【０１００】まず、図１１のステップ１１０１で、最終
段の状態変数において、“状態の集合”に含まれる状態
のうち“動作テーブル”における値が同じ状態が、グル
ープ化される。即ち、最終段の状態変数に対応するパイ
プラインユニットにおいて、そのユニットで実行される
状態（命令）のうち、占有する資源、又はレジスタの読
出し若しくは書込みの動作等が同じ状態がグループ化さ
れる。この結果、グループ化の対象となった状態が新た
な１つの状態に置き換えられる。即ち、状態変数の“状
態の集合”において、グループ化の対象となった状態が
削除され、グループ化の結果を示す新たな１つの状態が
登録される。また、状態変数の“動作テーブル”におい
て、グループ化の対象となった状態に関する記述が削除
され、グループ化の結果を示す新たな１つの状態に関す
る記述が追加される。この記述は、グループ化の対象と
なった状態に関して共通に記述されていた内容と同じ内
容を有する。

【０１０１】次に、図９のステップ９０１で決定された
順序と逆の順序に従って、最終段の前段の状態変数から
入力段の状態変数に向かって、ステップ１１０２〜ステ
ップ１１０４の処理が繰り返し実行される。

【０１０２】ステップ１１０２では、図９のステップ９
０１で決定された順序と逆の順序に従って、最終段の状
態変数の最も近くに接続され、かつ処理されていない状
態変数Ｕが選択される。

【０１０３】ステップ１１０３では、状態変数Ｕの“状
態の集合”に含まれる状態のうち、状態変数Ｕの“後段
に接続する状態変数のリスト”に含まれる状態変数の
“状態の集合”において同じグループに属し、かつ状態
変数Ｕの“動作テーブル”における値が同じ状態が、グ
ループ化される。この結果、グループ化の対象となった
状態が新たな１つの状態に置き換えられる。即ち、状態
変数Ｕの“状態の集合”において、グループ化の対象と
なった状態が削除され、グループ化の結果を示す新たな
１つの状態が登録される。また、状態変数Ｕの“動作テ
ーブル”において、グループ化の対象となった状態に関
する記述が削除され、グループ化の結果を示す新たな１
つの状態に関する記述が追加される。この記述は、グル
ープ化の対象となった状態に関して記述されていた共通
の内容と同じ内容を有する。上述のグループ化の処理に
より、グループ化が行われた状態変数の後段に接続され
る状態変数に対するグループ化の結果と同じ結果、又は
その結果を更に細分化した結果が得られる。

【０１０４】上述したステップ１１０２と１１０３の処
理が、ステップ１１０４で、処理されていない状態変数
がなくなったと判定されるまで、即ち、入力段の状態変
数が処理されるまで繰り返し実行される。

【０１０５】図１１の動作フローチャートで示される図
９のステップ９０３の最終段側からの状態数最小化の処
理により、例えば図２１に示される動作モデルＭ₁ から
図２２に示される動作モデルＭ₂ が得られる。この動作
モデルＭ₂ において、最終段の#8の状態変数において、
状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄがグループ化されることによって、
それらの状態が新たな状態Ｘに置き換えられる。また、
#7の状態変数において、状態Ｃ、Ｄがグループ化される
ことによってそれらの状態が新たな状態Ｚに置き換えら
れる。

【０１０６】上述した図９のステップ９０３の最終段側
からの状態数最小化の処理により、それぞれの状態変数
に関して、その状態変数対応するユニットから最終段の
ユニットまでの動作が全て同じ状態（命令）をグループ
化することができる。この結果、後述する試験命令列を
生成するための処理が必要とする時間を短縮することが
できる。

【０１０７】図９のステップ９０３の最終段側からの状
態数最小化の処理が終了することにより図８のステップ
８０３の状態数最小化の処理が終了する。この結果、状
態数最小化部７０３は、上述の最終的に得られる動作モ
デル（例えば図２２に示される動作モデルＭ₂ ）を、動
作モデルＭとして出力する。

【０１０８】次に、図７の入力情報保持部７０４、試験
命令列列挙部７０５、及び次時刻状態計算部７０６とか
らなる部分は、上述した動作モデルＭと、予め設定され
ている試験状態の集合Ｈとから、プロセッサのパイプラ
インを試験するための命令列である試験命令列７０７を
生成する。

【０１０９】これらの部分が実行する動作について、図
１２〜図１５に示される動作フローチャートと、図２３
〜図２８の動作説明図に従って、詳細に説明する。ま
ず、図１２のステップ１２０１に示されるように、図７
に示される入力情報保持部７０４には、状態数最小化部
７０３から出力される動作モデルＭと予め設定されてい
る試験状態の集合Ｈが入力され、それらが保持される。

【０１１０】動作モデルＭは、前述した図１６に示され
る状態変数の構造体の集合として入力情報保持部７０４
に保持される。例えば、図１８に示されるパイプライン
構造に対応する動作モデルＭは、図２０、図２１、又は
図２２に示される#1〜#8の８つの状態変数に対応する８
組の構造体の集合として保持される。

【０１１１】一方、試験状態の集合Ｈは、パイプライン
ハザードを発生させるような状態の集合である。例え
ば、理解の容易のため、図１８に示されるパイプライン
構造に対応する動作モデルＭが前述した状態数最小化の
処理が施されていない図２０に示される初期動作モデル
Ｍ₀ であると仮定した場合は、初期動作モデルＭ₀ に対
応する試験状態の集合Ｈの例として、図２３に示される
６つのケースの試験状態を設定することができる。図２
３において、ケース１に示される試験状態は、#6の状態
変数の状態がＤ、かつ#5の状態変数の状態がＣとなる状
態である。この状態が発生する時刻（命令サイクル）の
次時刻（次の命令サイクル）には、#7の状態変数におい
て競合即ちハザードが発生する。言い換えれば、図１８
において、Ｆ₂ ユニット１６０６が命令Ｄを実行し、か
つＦ₁ ユニット１６０５が命令Ｃを実行した命令サイク
ルの次の命令サイクルにおいて、Ｆ₃ ユニット１６０７
には命令Ｄと命令Ｃが同時に入力される。この場合、Ｆ
₃ ユニット１６０７は、命令Ｄと命令Ｃの競合を設計さ
れた仕様に従って解決することを要求される。ケース２
〜ケース６に示される試験状態も、ケース１の場合と同
様に理解することができる。一般的には、“前段に接続
する状態変数のリスト”（図１６）に複数の状態変数が
登録されている状態変数を対象として、試験状態を設定
することができる。

【０１１２】図７の入力情報保持部７０４、試験命令列
列挙部７０５、及び次時刻状態計算部７０６とからなる
部分によって自動的に生成される試験命令列７０７（図
７）によって、例えば図２３に示されるような試験状態
が意図的に発生させられ、この結果、そのような試験状
態に対してプロセッサが正常に機能するか否かを試験す
ることができるのである。

【０１１３】動作モデルＭが、図２０に示されるような
初期動作モデルＭ₀ ではなく図２２に示されるような状
態数最小化の処理が施された後の動作モデルＭ₂ である
ような場合においても、図２３の場合と同様な試験状態
の集合Ｈを設定することができる。

【０１１４】図２３に例示したようなそれぞれの試験状
態は、図７の入力情報保持部７０４においては、動作モ
デルＭを構成するそれぞれの状態変数に試験状態を対応
させたデータとして保持される。例えば、動作モデルＭ
が図１８のパイプライン構造に対応している場合、図２
３に示されるケース１の試験状態は、図２９に示される
データ構造として入力情報保持部７０４に保持される。
即ち、図２９においては、パイプラインの各ユニットに
対応する#1〜#8の状態変数が定義され、#6の状態変数に
状態Ｄが、#5の状態変数に状態Ｃが設定される。状態が
設定されていない状態変数は任意の状態を取ることがで
きる。図２３に示されるケース２〜ケース６の試験状態
も、図２９に示されるケース１の場合と同様のデータ構
造として入力情報保持部７０４に保持される。これらの
試験状態の集合が試験状態の集合Ｈである。

【０１１５】上述したようにして、入力情報保持部７０
４に動作モデルＭと試験状態の集合Ｈが保持された後、
ステップ１２０２では、初期状態の集合Ｓ₀ として１つ
の初期状態が定義され、この初期状態の集合Ｓ₀ が図７
の試験命令列列挙部７０５へ入力される。この初期状態
は、動作モデルＭを構成する全ての状態変数の状態が処
理する命令が無い状態となっている状態である。そし
て、例えば、動作モデルＭが図１８に示されるパイプラ
イン構造に対応している場合は、試験命令列列挙部７０
５は、上述の初期状態を、例えば図３０に示されるデー
タ構造として保持する。図３０において、それぞれの状
態変数に設定されている記号Ｏは、それぞれの状態変数
に対応するパイプラインユニットにおいて処理する命令
が無いことを示す状態を表している。

【０１１６】続いて、図７の試験命令列列挙部７０５
は、ステップ１２０３において、初期状態の集合Ｓ₀ に
含まれる初期状態からの試験命令列列挙の処理を実行す
る。この処理では、動作モデルＭが対象とする全ての試
験命令列のうちから、初期状態の集合Ｓ₀ に含まれる例
えば図３０に示される初期状態からの基本遷移のみによ
って到達できる試験状態（この試験状態は、試験状態の
集合Ｈに含まれる）を発生させる試験命令列が抽出され
る。ここで、基本遷移とは、動作モデルＭを構成するそ
れぞれの状態変数における状態の変化が、パイプライン
ハザードを原因とするインターロックにより何れかの命
令サイクルにおいて停滞するような遷移を含まない遷移
をいう。

【０１１７】図１３は、図１２のステップ１２０３の処
理を示す動作フローチャートである。まず、ステップ１
３０１では、状態の集合Ｕが空集合φとされる。また、
状態の集合Ｓに、開始状態として、図１２のステップ１
２０２で定義された初期状態の集合Ｓ₀ に含まれる図３
０に示される初期状態が設定される。

【０１１８】続いて、ステップ１３０２〜１３０５の一
連の処理が繰り返し実行される。これらの一連の処理の
１回の実行は、動作モデルＭに対応するパイプラインに
おける１命令サイクルの時間経過に対応する。

【０１１９】上述の一連の処理のうちステップ１３０２
では、動作モデルＭにおいて、現在の時刻（命令サイク
ル）までに到達している状態の集合Ｕに、１時刻（１命
令サイクル）前に始めて到達した状態の集合Ｓの内容が
追加される。それぞれの状態の時刻は、初期状態に対応
する時刻（命令サイクル）を基準とする。そして、この
処理は、状態の集合Ｕと状態の集合Ｓの論理和を演算
し、その演算結果を新たな状態の集合Ｕとする処理とし
て表現される。なお、状態の集合Ｓの初期値は、ステッ
プ１３０１で設定される初期状態の集合Ｓ₀ である。こ
の結果得られる状態の集合Ｕは、後述するステップ１３
０４で使用される。

【０１２０】ステップ１３０３では、動作モデルＭにお
いて、１時刻（１命令サイクル）前に始めて到達した状
態の集合Ｓに含まれる各状態から、基本遷移により到達
する次時刻（次の命令サイクル）の各状態が計算され
る。そして、それぞれの状態のうち試験状態でない状態
の集合が、次時刻の状態の集合Ｓ′として得られる。

【０１２１】このステップ１３０３において、基本遷移
により到達する次時刻の状態が試験状態である場合に
は、その状態に至る命令列が図７の試験命令列列挙部７
０５から試験命令列７０７として出力される。このよう
にして、初期状態の集合Ｓ₀ に含まれる例えば図３０に
示される初期状態からの基本遷移のみによって到達でき
る試験状態を発生させる試験命令列が抽出される。この
場合、試験状態はパイプラインハザードを発生させるた
め、試験状態に対応する上述の状態は次時刻において基
本遷移を起こすことはできない。このため、その状態
は、次時刻の状態の集合Ｓ′には追加されない。

【０１２２】ステップ１３０４では、次時刻の状態の集
合Ｓ′に含まれる状態のうち現在の時刻（命令サイク
ル）までに到達している状態の集合Ｕに含まれない状態
が、次時刻に始めて到達した状態の集合Ｓとされる。こ
の処理は、状態の集合Ｓ′と、状態の集合Ｕの排他論理
の論理積を演算し、その演算結果を新たな状態の集合Ｓ
とする処理として表現される。

【０１２３】ステップ１３０５では、次時刻に始めて到
達した状態の集合Ｓが空集合φであるか否かが判定され
る。ステップ１３０５の判定がＮＯならば、次時刻に始
めて到達した状態の集合Ｓから次時刻における基本遷移
によって到達できる試験状態を検索するために、ステッ
プ１３０２〜１３０５の一連の処理が繰り返される。

【０１２４】以上の図１３のステップ１３０２〜１３０
５の一連の処理の繰返しによって、動作モデルＭが対象
とする全ての試験命令列のうちから、初期状態の集合Ｓ
₀ に含まれる例えば図３０に示される初期状態からの基
本遷移のみによって到達できる全ての試験状態を発生さ
せる全ての試験命令列が抽出される。

【０１２５】図１４に、図１３のステップ１３０３の処
理の動作フローチャートを示す。ステップ１４０１で
は、次時刻の状態の集合Ｓ′が空集合φとされる。ステ
ップ１４０２では、１時刻（１命令サイクル）前に始め
て到達した状態の集合Ｓから、その１つの要素である状
態ｓと、その状態ｓに至る命令列Ｔ_s が取り出される。
今、状態の集合Ｓが初期状態である場合には、状態ｓ
は、例えば図３０に示される初期状態のデータとして、
図７の試験命令列列挙部７０５内の特には図示しないメ
モリに保持されている。また、状態ｓに至る命令列Ｔ_s
は存在しない。なぜならば、図３０に示される初期状態
は、動作モデルＭを構成する全ての状態変数の状態が処
理する命令が無い状態となっている状態であるからであ
る。

【０１２６】ステップ１４０３においては、図７の入力
情報保持部７０４に保持されている動作モデルＭを構成
する全ての状態変数の“入力の集合”（図１６）に設定
されている入力状態の集合が、入力状態集合Ｘとして定
義される。なお、この入力状態集合Ｘには、入力される
命令が無い状態も含まれる。例えば、理解の容易のた
め、図１８に示されるパイプライン構造に対応する動作
モデルＭが前述した状態数最小化の処理が施されていな
い図２０に示される初期動作モデルＭ₀ であると仮定し
た場合は、入力状態集合Ｘは、命令フェッチユニットに
対応する状態変数の“入力の集合”に格納されている実
行可能な全ての命令の集合である。即ち、Ｘ＝｛Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｏ｝である。ここで、記号Ｏは、入力され
る命令が無いことを示す状態に対応する。動作モデルＭ
が、図２０に示されるような初期動作モデルＭ₀ ではな
く図２２に示されるような状態数最小化の処理が施され
た後の動作モデルＭ₂ であるような場合においても、動
作モデルＭ₂ を構成する全ての状態変数の“入力の集
合”に設定されている入力状態の集合として、入力状態
集合Ｘを定義することができる。

【０１２７】ステップ１４０４では、ステップ１４０３
で定義された入力状態集合Ｘから、その１つの要素であ
る入力状態ｘが取り出される。例えば、図１８に示され
るパイプライン構造に対応する動作モデルＭが前述した
状態数最小化の処理が施されていない図２０に示される
初期動作モデルＭ₀ であると仮定した場合において、入
力状態集合Ｘ＝｛Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ｝から入力状態ｘとし
て命令Ａが取り出される。

【０１２８】ステップ１４０５では、ステップ１４０２
において状態の集合Ｓから取り出された１つの状態ｓ
と、ステップ１４０４において入力状態集合Ｘから取り
出された１つの入力状態ｘに基づいて、図７の入力情報
保持部７０４に保持されている動作モデルＭを構成する
それぞれの状態変数の“遷移関数”によって、それぞれ
の状態変数の次時刻（次の命令サイクル）の状態ｓ′が
計算される。また、状態ｓに至る命令列Ｔ_s に入力状態
ｘを付加した命令列が、次時刻の状態ｓ′に至る命令列
Ｔ_s'として計算される。例えば、図１８に示されるパイ
プライン構造に対応する動作モデルＭが前述した状態数
最小化の処理が施されていない図２０に示される初期動
作モデルＭ₀ であると仮定した場合において、状態ｓが
図３０のデータにより示される初期状態で、入力状態ｘ
が命令Ａである場合には、初期動作モデルＭ₀ である動
作モデルＭを構成するそれぞれの状態変数の“遷移関
数”により計算される次時刻の状態ｓ′と、その状態に
至る命令列Ｔ_s'は、図３１(a)のデータによって示され
る。この例の場合、初期動作モデルＭ₀ である動作モデ
ルＭの状態が、そのモデルを構成する全ての状態変数に
おいて処理する命令が無い状態である初期状態から、図
１９のＩＦユニット１６０１に対応する#1の状態変数が
命令Ａを実行した状態に変化する。動作モデルＭが、図
２０に示されるような初期動作モデルＭ₀ ではなく図２
２に示されるような状態数最小化の処理が施された後の
動作モデルＭ₂ であるような場合においても、動作モデ
ルＭ₂ を構成するそれぞれの状態変数の“遷移関数”に
より、次時刻の状態ｓ′と、その状態に至る命令列Ｔ_s'
を計算することができる。

【０１２９】ステップ１４０６では、ステップ１４０５
で計算された次時刻の状態ｓ′が、入力情報保持部７０
４に保持されている試験状態の集合Ｈに含まれるか否か
が判定される。例えば、図１８に示されるパイプライン
構造に対応する動作モデルＭが前述した状態数最小化の
処理が施されていない図２０に示される初期動作モデル
Ｍ₀ であると仮定した場合において、次時刻の状態ｓ′
が図３１(a) のデータによって示される状態である場合
には、この状態と、図２９に示されるようなデータ形式
で入力情報保持部７０４に保持されている例えば図２３
に示されるそれぞれの試験状態が、一致するか否かが検
査される。なお、例えば図２９に示されるケース１の試
験状態（図２３参照）の場合、状態が設定されていない
状態変数は任意の状態を取ることができる。

【０１３０】ステップ１４０６において、次時刻の状態
ｓ′が何れの試験状態とも一致しないと判定された場合
には、ステップ１４０７で、次時刻の状態の集合Ｓ′
に、次時刻の状態ｓ′とその状態に至る命令列Ｔ_s'が追
加される。例えば、次時刻の状態ｓ′を示す図３１(a)
のデータとその状態に至る命令列Ｔ_s'のデータが、図７
の試験命令列列挙部７０５内の特には図示しないメモリ
内の次時刻の状態の集合Ｓ′のリストに追加される。

【０１３１】ステップ１４０９では、ステップ１４０３
で定義された入力状態集合Ｘから取り出されるべき入力
状態ｘがなくなったか否かが判定される。ステップ１４
０９の判定がＮＯなら、再びステップ１４０４が実行さ
れる。例えば、図１８に示されるパイプライン構造に対
応する動作モデルＭが前述した状態数最小化の処理が施
されていない図２０に示される初期動作モデルＭ₀ であ
ると仮定した場合において、入力状態集合Ｘ＝｛Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ｝から、入力状態ｘとして、既に取り出され
た命令Ａ以外の命令Ｂが取り出される。

【０１３２】次に、再びステップ１４０５が実行され
る。例えば、図１８に示されるパイプライン構造に対応
する動作モデルＭが前述した状態数最小化の処理が施さ
れていない図２０に示される初期動作モデルＭ₀ である
と仮定した場合において、状態ｓが図３０のデータによ
って示される初期状態であり、入力状態ｘが命令Ｂであ
る場合には、初期動作モデルＭ₀ である動作モデルＭを
構成するそれぞれの状態変数の“遷移関数”によって計
算される次時刻の状態ｓ′と、その状態に至る命令列Ｔ
_s'は、図３１(b) のデータによって示される。

【０１３３】更に、再びステップ１４０６が実行され、
例えば図３１(b) のデータによって示される次時刻の状
態ｓ′と、図２９に示されるようなデータ形式で入力情
報保持部７０４に保持されている例えば図２３に示され
るそれぞれの試験状態が、一致するか否かが検査され
る。

【０１３４】そして、ステップ１４０６において、再
び、次時刻の状態ｓ′が何れの試験状態とも一致しない
と判定された場合には、再びステップ１４０７が実行さ
れることによって、次時刻の状態の集合Ｓ′に、次時刻
の状態ｓ′を示す例えば図３１(b) のデータが追加され
る。

【０１３５】その後、ステップ１４０９では、再び、ス
テップ１４０３で定義された入力状態集合Ｘから取り出
されるべき入力状態ｘがなくなったか否かが判定され
る。上述したステップ１４０４〜１４０９の一連の処理
が繰り返された結果、ステップ１４０９において、ステ
ップ１４０３で定義された入力状態集合Ｘから取り出さ
れるべき入力状態ｘがなくなったと判定された場合に
は、ステップ１４１０で、１時刻（１命令サイクル）前
に始めて到達した状態の集合Ｓから取り出されるべき状
態ｓがなくなったか否かが判定される。今、状態の集合
Ｓが初期状態である場合には、状態ｓは、例えば図３０
のデータで示される１つの初期状態のみであるため、ス
テップ１４１０の判定はＹＥＳとなる。この結果、図１
３のステップ１３０３の処理が終了する。

【０１３６】図１３のステップ１３０４では、上述のよ
うにして計算された次時刻の状態の集合Ｓ′に含まれる
状態ｓ′とその状態に至る命令列Ｔ_s'のうち現在の時刻
（命令サイクル）までに到達している状態の集合Ｕに含
まれない状態とその状態に至る命令列が、次時刻に始め
て到達した状態の集合Ｓとされる。入力状態ｘが入力さ
れる命令が無いことを示す状態であったような場合、又
はパイプラインにおいてインターロックが発生すること
によりパイプライン全体の動作が停止したような場合に
おいては、次時刻の状態の集合Ｓ′に含まれる状態が現
在の時刻（命令サイクル）までに到達している状態の集
合Ｕに含まれる結果となる可能性がある。このため、ス
テップ１３０４の処理が必要となる。

【０１３７】その後、次時刻（次の命令サイクル）に対
応して、再び図１３のステップ１３０３に対応する図１
４の動作フローチャートが実行される。そして、ステッ
プ１４０２において、１時刻（１命令サイクル）前に始
めて到達した状態の集合Ｓから、その１つの要素である
状態ｓとその状態ｓに至る命令列Ｔ_s として、例えば図
３１(a) に示されるデータが取り出される。また、ステ
ップ１４０４において、ステップ１４０３で定義された
入力状態集合Ｘから、その１つの要素である入力状態ｘ
として、例えば命令Ａがが取り出される。この例でステ
ップ１４０５が実行されると、初期動作モデルＭ₀ であ
る動作モデルＭを構成するそれぞれの状態変数の“遷移
関数”により計算される次時刻の状態ｓ′と、その状態
に至る命令列Ｔ_s'は、図３２(a) のデータによって示さ
れる。この例の場合、初期動作モデルＭ₀ である動作モ
デルＭの状態が、図３１(a) のデータで示されるように
図１９のＩＦユニット１６０１に対応する#1の状態変数
が命令Ａを実行した状態から、図３２(a) のデータで示
されるように図１９のＩＤユニット１６０２に対応する
#2の状態変数がＩＦユニット１６０１から出力された命
令Ａを実行し、かつＩＦユニット１６０１に対応する#1
の状態変数が新たな命令Ａを実行した状態に変化する。

【０１３８】この例においてステップ１４０６が実行さ
れると、例えば図３２(a) のデータによって示される次
時刻の状態ｓ′と、図２９に示されるようなデータ形式
で入力情報保持部７０４に保持されている例えば図２３
に示されるそれぞれの試験状態が、一致するか否かが検
査される。そして、ステップ１４０６において、次時刻
の状態ｓ′が何れの試験状態とも一致しないと判定され
た場合には、ステップ１４０７が実行されることによっ
て、次時刻の状態の集合Ｓ′に、次時刻の状態ｓ′とそ
の状態に至る命令列Ｔ_s'を示す、例えば図３２(a) のデ
ータが追加される。

【０１３９】その後、ステップ１４０９では、ステップ
１４０３で定義された入力状態集合Ｘから取り出される
べき入力状態ｘがなくなったか否かが判定される。ステ
ップ１４０９の判定がＮＯなら、再びステップ１４０４
が実行される。上述の例において再びステップ１４０４
が実行されると、入力状態集合Ｘから、入力状態ｘとし
て、既に取り出された命令Ａ以外の命令Ｂが取り出され
る。この例でステップ１４０５が実行されると、初期動
作モデルＭ₀ である動作モデルＭを構成するそれぞれの
状態変数の“遷移関数”により計算される次時刻の状態
ｓ′と、その状態に至る命令列Ｔ_s'は、図３２(b) のデ
ータによって示される。

【０１４０】この例において再びステップ１４０６が実
行されると、例えば図３２(b) のデータによって示され
る次時刻の状態ｓ′と、図２９に示されるようなデータ
形式で入力情報保持部７０４に保持されている例えば図
２３に示されるそれぞれの試験状態が、一致するか否か
が検査される。そして、ステップ１４０６において、次
時刻の状態ｓ′が何れの試験状態とも一致しないと判定
された場合には、ステップ１４０７が実行されることに
よって、次時刻の状態の集合Ｓ′に、次時刻の状態ｓ′
とその状態に至る命令列Ｔ_s'を示す、例えば図３２(b)
のデータが追加される。

【０１４１】上述したステップ１４０４〜１４０９の一
連の処理が繰り返された結果、ステップ１４０９におい
て、ステップ１４０３で定義された入力状態集合Ｘから
取り出されるべき入力状態ｘがなくなったと判定された
場合には、ステップ１４１０で、１時刻（１命令サイク
ル）前に始めて到達した状態の集合Ｓから取り出される
べき状態ｓがなくなったか否かが判定される。上述の例
においてステップ１４１０が実行されると、状態の集合
Ｓには、既に処理された図３１(a) に示される状態のほ
かに、例えば図３１(b) に示される状態なども存在す
る。従って、ステップ１４１０の判定はＮＯとなる。

【０１４２】ステップ１４１０の判定がＮＯなら、再び
ステップ１４０２〜１４０９が実行される。この結果、
状態ｓとして取り出される例えば図３１(b) に示される
状態と、入力状態集合Ｘに含まれる全ての入力状態ｘと
から、例えば図３３(a) 及び(b) に示される次時刻の状
態ｓ′とその状態に至る命令列Ｔ_s'が計算される。そし
て、それらの状態ｓ′は試験状態の集合Ｈには含まれな
いため、それらの状態ｓ′とその状態に至る命令列Ｔ_s'
が次時刻の状態の集合Ｓ′に追加される。

【０１４３】以上のようにして、時刻（命令サイクル）
の経過に従って現在の時刻までに到達している状態の集
合Ｕが計算されてゆく。そして、図１４のステップ１４
０５が実行された時点において、次時刻の状態ｓ′が例
えば図３４に示されるデータとして計算された場合、こ
の状態は図２９及び図２３に示されるケース１の試験状
態と一致する。この結果、ステップ１４０６の判定がＹ
ＥＳとなり、ステップ１４０８が実行される。このステ
ップ１４０８では、例えば図３４に示されるように、次
時刻の状態ｓ′に至る命令列Ｔ_s'＝｛Ｄ、Ｃ、Ａ、Ａ｝
が、図７の試験命令列列挙部７０５から試験命令列７０
７として出力される。この場合、試験状態はパイプライ
ンハザードを発生させるため、試験状態に対応する図３
４に示される次時刻の状態ｓ′は更にその次の時刻にお
いて基本遷移を起こすことはできない。このため、図３
４に示されるその状態とその状態に至る命令列は、次時
刻の状態の集合Ｓ′には追加されない。

【０１４４】ステップ１４０８の処理の後は、ステップ
１４０９が実行され、次時刻における別の状態ｓ′が探
索される。ステップ１４０２〜１４１０の一連の処理が
繰り返され、状態の集合Ｓから取り出されるべき状態ｓ
がなくなったと判定されると、図１３のステップ１３０
３の処理が終了する。

【０１４５】上述の図１４の動作フローチャートの処理
を含む図１３のステップ１３０２〜１３０５の一連の処
理の繰返しにより示される図１２のステップ１２０３の
処理が図７の試験命令列列挙部７０５において実行され
ることにより、動作モデルＭが対象とする全ての試験命
令列のうちから、初期状態の集合Ｓ₀ に含まれる、例え
ば図３０に示される初期状態からの基本遷移のみにより
到達できる全ての試験状態を発生させる全ての試験命令
列７０７が抽出される。図２４(a) 〜(d) に、図３０に
示される初期状態からの基本遷移のみによって到達でき
る図２３に示されるケース１の試験状態を発生させる試
験命令列７０７の例を示す。図２４(a)のケース１−１
において示されている試験命令列＝｛Ｄ、Ｃ、Ａ、Ａ｝
が、図３４の例に対応する。

【０１４６】試験状態の集合Ｈに図２３に示される試験
状態が含まれる場合には、図２３のケース２の試験状態
も図３０に示される初期状態からの基本遷移のみによっ
て到達することができる。そして、特には図示しない
が、この試験状態を発生させる試験命令列７０７も、図
７の試験命令列列挙部７０５が図１２のステップ１２０
３の処理を実行することにより、抽出することができ
る。

【０１４７】図７の試験命令列列挙部７０５が上述した
図１２のステップ１２０３の処理を実行することにより
抽出される試験命令列７０７は、入力情報保持部７０４
に入力される試験状態の集合Ｈに含まれる例えば図２３
として示される全ての試験状態を発生させるものではな
く、初期状態からの基本遷移のみによって到達できる試
験状態を発生させるものである。そこで、図７の試験命
令列列挙部７０５と次時刻状態計算部７０６は、更に、
図１２のステップ１２０４〜１２１１を実行することに
より、初期状態からの基本遷移のみにより到達できる試
験状態以外の試験状態を発生させる試験命令列７０７を
抽出する。

【０１４８】具体的には、まず、図７の次時刻状態計算
部７０６が、図７の試験命令列列挙部７０５が図１２の
ステップ１２０３の処理を実行することにより抽出した
それぞれの試験命令列７０７に対応する試験状態の発生
時刻（発生命令サイクル）の次時刻（次の命令サイク
ル）の状態を、動作モデルＭを構成するそれぞれの状態
変数の“遷移関数”として設定されている設計仕様に従
って計算する。この場合に、動作モデルＭを構成する状
態変数のうち上述の試験状態に関係する状態変数におい
ては、その状態変数の“遷移関数”として設定されてい
る設計仕様に従って、上述の試験状態によって引き起こ
されるパイプラインハザードが解決されるようにその状
態変数自身の状態が変化させられる。

【０１４９】その後、図７の試験命令列列挙部７０５
は、次時刻状態計算部７０６によって計算された新たな
状態からの基本遷移のみにより到達できる試験状態を発
生させる試験命令列７０７を抽出する。

【０１５０】上述の動作を実現する図１２のステップ１
２０４〜１２１１の処理の詳細について、以下に説明す
る。なお、ステップ１２０４〜１２０８、及びステップ
１２１０、１２１１は、図７の次時刻状態計算部７０６
が実行し、ステップ１２０９は、図７の試験命令列列挙
部７０５が実行する。

【０１５１】まず、ステップ１２０４において、図７の
試験命令列列挙部７０５が前述した図１２のステップ１
２０３の処理を実行することによって抽出した試験命令
列７０７に対応する試験状態が、試験状態の集合Ｈ₁ に
含ませられる。そして、入力情報保持部７０４に保持さ
れている試験状態の集合Ｈに含まれ、かつ、試験状態の
集合Ｈ₁ に含まれない試験状態が、試験状態の集合〜Ｈ
₁ に含ませられる。なお、記号“〜Ｈ₁ ”は、図１２の
ステップ１２０４中では、記号“Ｈ₁ ”の上に記号
“〜”が付加された記号として表現されている。この試
験状態の集合〜Ｈ₁は、後述するステップ１２１０で使
用される。

【０１５２】次に、ステップ１２０５で、繰返しの回数
を示す変数ｉの値が、１に初期設定される。その後、ス
テップ１２１１で変数ｉの値が＋１ずつインクリメント
されながら、ステップ１２０６〜１２１１の一連の処理
が繰り返し実行される。

【０１５３】まず、ステップ１２０６において試験状態
の集合Ｈ_i に試験状態が１つも含まれなくなったと判定
された場合、或いは、ステップ１２０７において試験状
態の集合〜Ｈ_i+1 に試験状態が１つも含まれなくなった
と判定された場合には、試験命令列７０７の抽出処理が
終了する。ここで、Ｈ_i の初期値はＨ₁ 、〜Ｈ_i の初期
値は〜Ｈ₁ である。これらは、前述したステップ１２０
４において計算される。その後、Ｈ_i 及び〜Ｈ_i は、ス
テップ１２１０において計算される。

【０１５４】次に、図７の次時刻状態計算部７０６は、
ステップ１２０８において、試験状態の集合Ｈ_i の次時
刻（次の命令サイクル）の状態の集合Ｋ_i を計算する。
図１５に、図１２のステップ１２０８の処理の動作フロ
ーチャートを示す。

【０１５５】ステップ１５０１では、次時刻の状態の集
合Ｋ_i が空集合φとされる。ステップ１５０２では、処
理対象である試験状態の集合Ｈ_i から、その１つの要素
である状態ｈと、その状態ｈに至る命令列Ｔ_h が取り出
される。例えば、図１８に示されるパイプライン構造に
対応する動作モデルＭが前述した状態数最小化の処理が
施されていない図２０に示される初期動作モデルＭ₀ で
あると仮定した場合において、図１２における変数ｉの
値が１である場合には、試験状態の集合Ｈ_i ＝Ｈ₁ に含
まれる状態ｈに至る命令列Ｔ_h の一部には、図２４(a)
〜(d)に示されるように、前述した図１２のステップ１
２０３において抽出された８０種類の試験命令列７０７
が含まれる。また、試験状態の集合Ｈ_i ＝Ｈ₁ の要素の
一部には、状態ｈとして、図２４(a) 〜(d) に示される
ように、上述の８０種類の試験命令列７０７に対応する
８０種類の試験状態が含まれる。これらの試験状態は、
図２３のケース１の試験状態に対応する。更に、特には
図示しないが、上述の例において、試験状態の集合Ｈ_i
に含まれる状態ｈとその状態ｈに至る命令列Ｔ_hとし
て、図２３のケース２の試験状態に対応するものも存在
する。

【０１５６】ステップ１５０３においては、前述した図
１４のステップ１４０３の場合と同様にして、図７の入
力情報保持部７０４に保持されている動作モデルＭを構
成する全ての状態変数の“入力の集合”（図１６）に設
定されている入力状態の集合が、入力状態集合Ｘとして
定義される。

【０１５７】ステップ１５０４では、前述した図１４の
ステップ１４０４の場合と同様にして、ステップ１５０
３で定義された入力状態集合Ｘから、その１つの要素で
ある入力状態ｘが取り出される。

【０１５８】ステップ１５０５では、ステップ１５０２
において試験状態の集合Ｈ_i から取り出された１つの状
態ｈと、ステップ１５０４において入力状態集合Ｘから
取り出された１つの入力状態ｘに基づいて、図７の入力
情報保持部７０４に保持されている動作モデルＭを構成
するそれぞれの状態変数に設計仕様として設定されてい
る“遷移関数”によって、それぞれの状態変数の次時刻
（次の命令サイクル）の状態ｋが計算される。また、状
態ｈに至る命令列Ｔ_h に入力状態ｘを付加した命令列
が、次時刻の状態ｋに至る命令列Ｔ_k として計算され
る。この場合、動作モデルＭを構成する状態変数のうち
上述の試験状態ｈに関係する状態変数においては、その
状態変数の“遷移関数”として設定されている設計仕様
に従って、上述の試験状態ｈによって引き起こされるパ
イプラインハザードが解決されるようにその状態変数自
身の状態が変化させられる。例えば、図１８に示される
パイプライン構造に対応する動作モデルＭが前述した状
態数最小化の処理が施されていない図２０に示される初
期動作モデルＭ₀ であると仮定した場合において、図１
２における変数ｉの値が１であって、かつ、状態ｈが図
２４(a) 〜(d) の何れかの例に含まれる場合は、図１９
のＦ₃ ユニット１６０７に対応する#7の状態変数の“遷
移関数”が、図１９のＦ₁ ユニット１６０５に対応する
#5の状態変数から#7の状態変数に命令Ｃが入力されると
同時に図１９のＦ₂ ユニット１６０６に対応する#6の状
態変数から#7の状態変数に命令Ｄが入力されるというパ
イプラインハザードを解決するように、#7の状態変数自
身の状態を変化させる。より具体的には、例えば上記２
つの命令のうち先にパイプラインでの実行が開始された
命令（図２４の例では命令Ｄ）を先に実行するという関
数規則を有する“遷移関数”が適用される。動作モデル
Ｍが、図２０に示されるような初期動作モデルＭ₀ でな
く図２２に示されるような状態数最小化の処理が施され
た後の動作モデルＭ₂であるような場合においても、動
作モデルＭ₂ を構成するそれぞれの状態変数の“遷移関
数”により、次時刻の状態ｋと、その状態に至る命令列
Ｔ_k を計算することができる。

【０１５９】ステップ１５０６では、次時刻の状態の集
合Ｋ_i に、次時刻の状態ｋとその状態に至る命令列Ｔ_k
が追加される。これらのデータは、図７の次時刻状態計
算部７０６においては、例えば前述した図３１(a) のデ
ータの形式と同様の形式で処理され、これらが次時刻状
態計算部７０６内の特には図示しないメモリ内の次時刻
の状態の集合Ｋ_i のリストに追加される。

【０１６０】ステップ１５０７では、ステップ１５０３
で定義された入力状態集合Ｘから取り出されるべき入力
状態ｘがなくなったか否かが判定される。ステップ１５
０７の判定がＮＯなら、再びステップ１５０４〜１５０
６の一連の処理が実行される。

【０１６１】上述したステップ１５０４〜１５０７の一
連の処理が繰り返された結果、ステップ１５０７におい
て、ステップ１５０３で定義された入力状態集合Ｘから
取り出されるべき入力状態ｘがなくなったと判定された
場合には、ステップ１５０８で、処理対象である試験状
態の集合Ｈ_i から取り出されるべき状態ｈがなくなった
か否かが判定される。

【０１６２】ステップ１５０８の判定がＮＯなら、再び
ステップ１５０２〜１５０７が実行される。この結果、
状態ｈとして取り出される例えば図２４(a) 〜(d) に示
されるそれぞれの試験状態と、入力状態集合Ｘに含まれ
る全ての入力状態ｘとから、次時刻の状態ｋとその状態
に至る命令列Ｔ_k が計算される。そして、それらの状態
ｋが次時刻の状態の集合Ｋ_i に追加される。

【０１６３】処理対象である試験状態の集合Ｈ_i から取
り出されるべき状態ｈがなくなり、ステップ１５０８の
判定がＹＥＳとなると、図１２のステップ１２０８の処
理が終了する。

【０１６４】ここで、例えば、図１８に示されるパイプ
ライン構造に対応する動作モデルＭが前述した状態数最
小化の処理が施されていない図２０に示される初期動作
モデルＭ₀ であると仮定した場合において、図１２にお
ける変数ｉの値が１であり、かつ、試験状態の集合Ｈ_i
＝Ｈ₁ の要素の一部に図２４(a) 〜(d) に示される試験
状態が含まれる場合は、上記ステップ１２０８の処理が
実行される結果、図２４(a) 〜(d) に示される試験状態
が発生した時刻の次時刻の状態ｋと、その状態ｋに至る
命令列Ｔ_k として、図２５(a) 〜(d) に示されるものが
計算される。なお、図２４(a) 〜(d) に示される各ケー
スから図２５(a) 〜(d) に示される各ケースへの遷移関
係は、図２６に示される。

【０１６５】次に、図７の試験命令列列挙部７０５は、
図１２のステップ１２０９で、次時刻状態計算部７０６
が図１２のステップ１２０８において計算した新たな状
態の集合Ｋ_i に含まれるそれぞれの状態からの試験命令
列列挙の処理を実行する。この処理では、動作モデルＭ
が対象とする全ての試験命令列のうちから、状態の集合
Ｋ_i に含まれるそれぞれの状態からの基本遷移のみによ
って到達できる試験状態を発生させる試験命令列７０７
が抽出される。図１２のステップ１２０９の処理は、図
１２のステップ１２０３の処理と全く同様の、図１３及
び図１４の動作フローチャートにより示される。この処
理の結果、例えば、図２５(a) 〜(d) に示される状態か
らの基本遷移のみによって到達できる図２３に示される
ケース５の試験状態を発生させる試験命令列７０７の例
として、図２７(a) 〜(d) に示されるものが計算され
る。なお、図２５(a) 〜(d) に示される各ケースから図
２７(a) 〜(d) に示される各ケースへの遷移関係は、図
２８に示される。

【０１６６】以上のようにして、図７の試験命令列列挙
部７０５から新たな試験命令列７０７が出力される。続
いて、図７の次時刻状態計算部７０６は、図１２のステ
ップ１２１０において、図７の試験命令列列挙部７０５
が上述した図１２のステップ１２０９の処理を実行する
ことにより抽出した試験命令列７０７に対応する試験状
態が、試験状態の集合Ｈ_i+1 に含ませられる。そして、
今まで抽出されていない試験状態の集合〜Ｈ_i に含ま
れ、かつ、新たに抽出された試験状態の集合Ｈ_i+1 に含
まれない試験状態が、試験状態の集合〜Ｈ_i+1 に含ませ
られる。なお、記号“〜Ｈ_i+1 ”は、図１２のステップ
１２１０中では、記号“Ｈ_i+1 ”の上に記号“〜”が付
加された記号として表現されている。

【０１６７】その後、ステップ１２１１で変数ｉの値が
＋１インクリメントされた後に、ステップ１２０６〜１
２１１の処理が繰り返し実行される。以上の一連の処理
が、ステップ１２０６又は１２０７での判定がＹＥＳと
なるまで繰り返し実行されることにより、試験命令列列
挙部７０５は、入力情報保持部７０４に保持されている
試験状態の集合Ｈに含まれる全ての試験状態に対応する
試験命令列７０７を出力することができる。 ＜本発明の第２の実施例＞次に、本発明の第２の実施例
について説明する。

【０１６８】第２の実施例では、動作モデルに対して試
験項目を指定するための入力情報として、第１の実施例
におけるような或る１つの時刻における試験状態の集合
ではなく、状態評価関数を指定できる点が特徴である。

【０１６９】図３５は、本発明の第２の実施例の全体構
成図である。この構成は、図７に示される第１の実施例
に対応する構成のうち、７０４〜７０７の各部分を置き
換えて得られる構成である。従って、第２の実施例にお
いて、動作モデルＭを生成する部分の構成及び機能は、
特には図示しないが、第１の実施例における図７の７０
１〜７０３によって示される構成及び機能と同一であ
る。

【０１７０】まず、入力情報保持部３５０１は、動作モ
デルＭとそのモデルに対する状態評価関数とからなる入
力情報を保持する。到達可能状態列挙部３５０２は、入
力情報保持部３５０１に保持された動作モデルＭにおい
て、初期状態から到達することのできる全ての状態を列
挙する。このとき同時に、各状態に対する状態評価関数
も計算される。

【０１７１】試験命令列列挙部３５０３は、到達可能状
態列挙部３５０２によって列挙された、初期状態から到
達可能な各状態から、それら各状態について計算される
状態評価関数の値に基づいて、所定の状態を選択し、そ
の状態に至る試験命令列３５０４を列挙する。

【０１７２】以上の構成を有する第２の実施例の動作に
ついて、図３６及び図３７の動作フローチャートに従っ
て、詳細に説明する。図３６は、第２の実施例の全体動
作フローチャートである。

【０１７３】まず、図３６のステップ３６０１に示され
るように、図３５に示される入力情報保持部３５０１に
は、第１の実施例における図７に示される状態数最小化
部７０３から出力される動作モデルＭと予め設定されて
いる状態評価関数が入力されて、それらが保持される。

【０１７４】動作モデルＭは、第１の実施例の場合と同
様に、前述した図１６に示される状態変数の構造体の集
合として入力情報保持部３５０１に保持される。一方、
状態評価関数は、動作モデルＭの状態が入力されるとそ
の評価値を出力する関数であり、動作モデルＭによって
示されるパイプライン機構の設計誤りが検出されやすい
状態（パイプライン機構に負荷を与える状態）ほど大き
な値を出力するように定義される関数である。

【０１７５】具体的には、例えばパイプラインプロセッ
サでは、トラップを発生させた命令より前に実行された
命令はその実行を完了し、トラップを発生させた命令よ
り後に実行されるべき命令は実行されないままであるこ
とを検証しなければならない場合がある。そのために
は、パイプラインにできる限り多くの命令が詰った状態
かつトラップを発生させる状態が試験項目となるよう
に、状態評価関数が定義されればよい。そのような状態
評価関数は、例えば次式によって定義される。

【０１７６】

【数１】Ｖ（ｑ）＝Ｎ_pipe(q) ・δ_trap(q) ここで、ｑは、動作モデルＭの状態、Ｎ_pipe(q) は、状
態ｑにおいてパイプライン中に存在する命令の数、δ
_trap(q) は、トラップを発生する状態のときに値１をと
り、その他の場合に値０をとるデルタ関数である。

【０１７７】上述の数１式で示されるような状態評価関
数が、所定のデータ形式で入力情報保持部３５０１に保
持される。上述したようにして、入力情報保持部３５０
１に動作モデルＭと状態評価関数が保持された後、図３
５の到達可能状態列挙部３５０２によって、ステップ３
６０２〜３６０６の処理が実行される。これらの処理に
より、動作モデルＭにおいて、その初期状態から到達す
ることのできる全ての状態が列挙される。

【０１７８】まず、ステップ３６０２では、初期状態か
ら到達することのできる状態の集合Ｕが空集合φとされ
る。また、状態の集合Ｓに、初期状態が設定される。こ
の初期状態は、第１の実施例の場合と同様、動作モデル
Ｍを構成する全ての状態変数の状態が処理する命令が無
い状態となっている状態である。そして、例えば、動作
モデルＭが図１８に示されるパイプライン構造に対応し
ている場合は、上述の初期状態は、例えば図３０に示さ
れるデータ構造として保持される。

【０１７９】続いて、ステップ３６０３〜３６０６の一
連の処理が繰り返し実行される。これらの一連の処理
は、第１の実施例における図１３に示される動作フロー
チャートのステップ１３０２〜１３０５の一連の処理に
対応しており、これらの一連の処理の１回の実行は、動
作モデルＭに対応するパイプラインにおける１命令サイ
クルの時間経過に対応する。

【０１８０】上述の一連の処理のうちステップ３６０３
では、第１の実施例における図１３のステップ１３０２
と同様に、動作モデルＭにおいて、現在の時刻（命令サ
イクル）までに到達している状態の集合Ｕに、１時刻
（１命令サイクル）前に始めて到達した状態の集合Ｓの
内容が追加される。なお、状態の集合Ｓの初期値は、ス
テップ３６０２で設定される初期状態の集合である。

【０１８１】ステップ３６０４では、動作モデルＭにお
いて、１時刻（１命令サイクル）前に始めて到達した状
態の集合Ｓに含まれる各状態から、基本遷移により到達
する次時刻（次の命令サイクル）の各状態が、次時刻の
状態の集合Ｓ′として計算される。

【０１８２】ステップ３６０５においては、第１の実施
例における図１３のステップ１３０４と同様に、次時刻
の状態の集合Ｓ′に含まれる状態のうち現在の時刻（命
令サイクル）までに到達している状態の集合Ｕに含まれ
ない状態が、次時刻に始めて到達した状態の集合Ｓとさ
れる。

【０１８３】ステップ３６０６では、第１の実施例にお
ける図１３のステップ１３０５と同様に、次時刻に始め
て到達した状態の集合Ｓが空集合φであるか否かが判定
される。

【０１８４】ステップ３６０６の判定がＮＯならば、次
時刻に始めて到達した状態の集合Ｓから更に次時刻にお
ける基本遷移によって到達できる状態を検索するため
に、ステップ３６０３〜３６０６の一連の処理が繰り返
される。

【０１８５】以上の図３６のステップ３６０３〜３６０
６の一連の処理の繰返しによって、例えば図３０に示さ
れる初期状態からの基本遷移のみによって到達できる全
ての状態が列挙される。

【０１８６】図３７に、図３６のステップ３６０４の処
理の動作フローチャートを示す。この動作フローチャー
トは、第１の実施例における図１４の動作フローチャー
トに対応している。

【０１８７】ステップ３７０１では、次時刻の状態の集
合Ｓ′が空集合φとされる。ステップ３７０２では、１
時刻（１命令サイクル）前に始めて到達した状態の集合
Ｓから、その１つの要素である状態ｓと、その状態ｓに
至る命令列Ｔ_s が取り出される。第１の実施例における
図１４のステップ１４０２と同様に、今、状態の集合Ｓ
が初期状態である場合には、状態ｓは、例えば図３０に
示される初期状態のデータとして、図３５の到達可能状
態列挙部３５０２内の特には図示しないメモリに保持さ
れている。また、状態ｓに至る命令列Ｔ_s は存在しな
い。

【０１８８】ステップ３７０３においては、第１の実施
例における図１４のステップ１４０３と同様に、図７の
入力情報保持部７０４に保持されている動作モデルＭを
構成する全ての状態変数の“入力の集合”（図１６）に
設定されている入力状態の集合が、入力状態集合Ｘとし
て定義される。なお、この入力状態集合Ｘには、入力さ
れる命令が無い状態も含まれる。

【０１８９】ステップ３７０５においては、第１の実施
例における図１４のステップ１４０４と同様に、ステッ
プ３７０２において状態の集合Ｓから取り出された１つ
の状態ｓと、ステップ３７０４において入力状態集合Ｘ
から取り出された１つの入力状態ｘに基づいて、図７の
入力情報保持部７０４に保持されている動作モデルＭを
構成するそれぞれの状態変数の“遷移関数”によって、
それぞれの状態変数の次時刻（次の命令サイクル）の状
態ｓ′が計算される。また、状態ｓに至る命令列Ｔ_s に
入力状態ｘを付加した命令列が、次時刻の状態ｓ′に至
る命令列Ｔ_s'として計算される。

【０１９０】ステップ３７０６では、動作モデルＭの次
時刻の状態ｓ′を入力として、状態評価関数Ｖ（ｓ′）
が計算される。具体的には、状態評価関数Ｖ（ｓ′）が
例えば前述の数１式で定義される場合には、まず、δ
_trap(q) の値として、状態ｓ′がトラップを発生する状
態のときには１、その他の場合には０が設定される。次
に、第１の実施例の場合と同様の例えば図３１に示され
るようなデータ形式を有する状態ｓ′について、何れか
命令に対応する記号Ｏ以外の記号が設定されている状態
変数の数が計数されることにより、状態ｓ′においてパ
イプライン中に存在する命令の数Ｎ_pipe (ｓ′) が算出
される。その後、数１式に基づいて、状態評価関数Ｖ
（ｓ′）が計算される。

【０１９１】ステップ３７０７では、次時刻の状態の集
合Ｓ′に、次時刻の状態ｓ′と、その状態に至る命令列
Ｔ_s'と、その状態における状態評価関数Ｖ（ｓ′）の計
算結果が追加される。

【０１９２】ステップ３７０８では、第１の実施例にお
ける図１４のステップ１４０９と同様に、ステップ３７
０３で定義された入力状態集合Ｘから取り出されるべき
入力状態ｘがなくなったか否かが判定される。

【０１９３】ステップ３７０８の判定がＮＯなら、再び
ステップ３７０４〜３７０８が実行されることにより、
新たな入力状態ｘを入力とする、状態ｓの次時刻の状態
ｓ′と、その状態に至る命令列Ｔ_s'と、その状態におけ
る状態評価関数Ｖ（ｓ′）とが算出され、それらが次時
刻の状態の集合Ｓ′に追加される。

【０１９４】上述したステップ３７０４〜３７０８の一
連の処理が繰り返された結果、ステップ３７０８におい
て、ステップ３７０３で定義された入力状態集合Ｘから
取り出されるべき入力状態ｘがなくなったと判定された
場合には、第１の実施例における図１４のステップ１４
１０と同様に、ステップ３７０９で、１時刻（１命令サ
イクル）前に始めて到達した状態の集合Ｓから取り出さ
れるべき状態ｓがなくなったか否かが判定される。

【０１９５】ステップ３７０９の判定がＮＯなら、再び
ステップ３７０２〜３７０８が実行される。この結果、
新たな状態ｓと、入力状態集合Ｘに含まれる全ての入力
状態ｘとから、状態ｓの次時刻の状態ｓ′と、その状態
に至る命令列Ｔ_s'と、その状態における状態評価関数Ｖ
（ｓ′）とが算出され、それらが次時刻の状態の集合
Ｓ′に追加される。

【０１９６】ステップ３７０２〜３７０９の一連の処理
が繰り返され、状態の集合Ｓから取り出されるべき状態
ｓがなくなったと判定されると、ステップ３７０９の判
定がＹＥＳとなって、図３６ステップ３６０４の処理が
終了する。

【０１９７】以上に示されるステップ３６０２〜３６０
６の処理が図３５の到達可能状態列挙部３５０２により
実行されることによって、動作モデルＭにおいて、その
初期状態から到達することのできる全ての状態が列挙さ
れる。

【０１９８】その後、図３６のステップ３６０７の処理
が図３５の試験命令列列挙部３５０３によって実行され
る。このステップでは、上述の一連の処理によって初期
状態から到達することのできる状態の集合Ｕに登録され
ている、状態ｓと、その状態に至る命令列Ｔ_s と、その
状態における状態評価関数Ｖ（ｓ）の複数の組合わせに
おいて、状態評価関数Ｖ（ｓ）の値が大きい順に、所定
個の状態が選択され、その状態に至る命令列が上記集合
Ｕから取り出され、それが試験命令列３５０４（図３
５）として出力される。

【０１９９】上述の第２の実施例により、定性的に表現
されるような試験項目を状態評価関数の形式で指定する
ことができ、それに対応する試験命令列３５０４を、自
動的かつ効率的に生成することができる。 ＜本発明の第３の実施例＞次に、本発明の第３の実施例
について説明する。

【０２００】第３の実施例では、動作モデルに対して試
験項目を指定するための入力情報として、状態時系列を
指定できる点が特徴である。本発明の第３の実施例の全
体構成図は、第２の実施例の場合と同じ図３５によって
示される。

【０２０１】第３の実施例においては、入力情報保持部
３５０１は、動作モデルＭとそのモデルに対する状態時
系列の集合とからなる入力情報を保持する。到達可能状
態列挙部３５０２は、入力情報保持部３５０１に保持さ
れた動作モデルＭにおいて、初期状態から到達すること
のできる全ての状態を列挙する。

【０２０２】試験命令列列挙部３５０３は、到達可能状
態列挙部３５０２によって列挙された、初期状態から到
達可能な各状態から、それら各状態によって構成される
状態時系列のうち、入力情報保持部３５０１に記憶され
ている状態時系列の集合内の１つの状態時系列と一致す
るものを選択し、その状態時系列を実現する試験命令列
３５０４を列挙する。

【０２０３】以上の構成を有する第３の実施例の動作に
ついて、図３８〜図４０の動作フローチャートに従っ
て、詳細に説明する。図３８は、第３の実施例の全体動
作フローチャートである。

【０２０４】まず、図３８のステップ３８０１に示され
るように、図３５に示される入力情報保持部３５０１に
は、第１の実施例における図７に示される状態数最小化
部７０３から出力される動作モデルＭと予め設定されて
いる状態時系列が入力され、それらが保持される。

【０２０５】動作モデルＭは、第１、第２の実施例の場
合と同様に、前述した図１６に示される状態変数の構造
体の集合として入力情報保持部３５０１に保持される。
一方、状態時系列は、動作モデルＭが実現する或る任意
の期間の状態の時系列であり、試験項目に対応するパイ
プライン機構の動作条件となる一定期間の動作モデルＭ
の状態の時系列を規定する。なお、一般に１つの試験項
目に対して複数の状態時系列が存在し得る。

【０２０６】具体的には、或る種のパイプラインプロセ
ッサにおいて、命令の実行結果の書込みユニット（例え
ば、第１の実施例に関する図１８のパイプライン構成に
おけるライトバックユニット１８０８）とレジスタファ
イルとの間にバッファが設けられ、このバッファによっ
て実際のライトバック動作がプログラム上のステップの
順番に対応するように修正されることにより、正確なト
ラップが実現されるように設計される場合がある。この
ようなパイプライン機構を検証するためには、数命令サ
イクルの間命令の完了順序が入れ替わる状態を発生さ
せ、バッファにデータを保持させた後に、トラップを発
生させるような試験命令列を生成する必要がある。第３
の実施例では、このような要求を満たす状態時系列の集
合が、入力情報保持部３５０１に入力され保持される。

【０２０７】上述したようにして、入力情報保持部３５
０１に動作モデルＭと状態時系列の集合が保持された
後、図３５の到達可能状態列挙部３５０２によって、ス
テップ３８０２〜３８０６の処理が実行される。これら
の処理により、動作モデルＭにおいて、その初期状態か
ら到達することのできる全ての状態が列挙される。これ
らの処理は、第２の実施例における図３６のステップ３
６０２〜３６０６の一連の処理に対応している。

【０２０８】まず、ステップ３８０２では、第２の実施
例における図３６のステップ３６０２と同様に、初期状
態から到達することのできる状態の集合Ｕが空集合φと
される。また、状態の集合Ｓに、初期状態が設定され
る。

【０２０９】続いて、ステップ３８０３〜３８０６の一
連の処理が繰り返し実行される。これらの一連の処理
は、第１の実施例における図１３のステップ１３０２〜
１３０５の一連の処理又は第２の実施例における図３６
のステップ３６０３〜３６０６の一連の処理に対応して
いる。

【０２１０】上述の一連の処理のうちステップ３８０３
では、第１の実施例における図１３のステップ１３０２
と同様に、動作モデルＭにおいて、現在の時刻（命令サ
イクル）までに到達している状態の集合Ｕに、１時刻
（１命令サイクル）前に到達した状態の集合Ｓの内容が
追加される。なお、状態の集合Ｓの初期値は、ステップ
３８０２で設定される初期状態の集合である。

【０２１１】ステップ３８０４においては、動作モデル
Ｍにおいて、１時刻（１命令サイクル）前に到達した状
態の集合Ｓに含まれる各状態から、基本遷移により到達
する次時刻（次の命令サイクル）の各状態が、次時刻の
状態の集合Ｓ′として計算される。

【０２１２】ステップ３８０５においては、次時刻の状
態の集合Ｓ′に含まれる状態が、次時刻に到達した状態
の集合Ｓとされる。この処理は、第１の実施例における
図１３のステップ１３０４及び第２の実施例における図
３６のステップ３６０５とは異なって、次時刻の状態の
集合Ｓ′に含まれる状態が、現在の時刻（命令サイク
ル）までに到達している状態の集合Ｕに含まれていて
も、その状態は次時刻に到達した状態の集合Ｓとされ
る。これは、第３の実施例では、ある１時刻における状
態だけではなく状態の時系列が問題となるため、状態の
遷移順序を保存する必要があるためである。従って、状
態の集合Ｕには、複数の同じ到達状態に対して異なるラ
ベルが付与され得る。

【０２１３】一方において、ステップ３８０５では、次
時刻の状態の集合Ｓ′に含まれる状態のうち現在の時刻
（命令サイクル）までに到達している状態の集合Ｕに含
まれない状態も状態Ｓ″として保存される。

【０２１４】そして、続くステップ３８０６で、この状
態Ｓ″が空集合φであるか否かが判定される。即ち、ど
のように状態が遷移しても新しい状態が１つも発生しな
くなりこのステップ３８０６の判定がＹＥＳとなった時
点で、到達可能状態列挙部３５０２の動作が終了するこ
とになる。

【０２１５】ステップ３８０６の判定がＮＯならば、次
時刻に到達した状態の集合Ｓから更に次時刻における基
本遷移によって到達できる状態を検索するために、ステ
ップ３８０３〜３８０６の一連の処理が繰り返される。

【０２１６】以上の図３８のステップ３８０３〜３８０
６の一連の処理の繰返しによって、例えば図３０に示さ
れる初期状態からの基本遷移のみによって到達できる全
ての状態が列挙される。

【０２１７】図３９に、図３８のステップ３８０４の処
理の動作フローチャートを示す。この動作フローチャー
トは、第１の実施例における図１４の動作フローチャー
ト又は第２の実施例における図３７の動作フローチャー
トに対応している。

【０２１８】ステップ３９０１では、次時刻の状態の集
合Ｓ′が空集合φとされる。ステップ３９０２では、第
１の実施例における図１４のステップ１４０２と同様
に、１時刻（１命令サイクル）前に到達した状態の集合
Ｓから、その１つの要素である状態ｓと、その状態ｓに
至る命令列Ｔ_s が取り出される。

【０２１９】ステップ３９０３においては、第１の実施
例における図１４のステップ１４０３と同様に、図７の
入力情報保持部７０４に保持されている動作モデルＭを
構成する全ての状態変数の“入力の集合”（図１６）に
設定されている入力状態の集合が、入力状態集合Ｘとし
て定義される。

【０２２０】ステップ３９０５においては、第１の実施
例における図１４のステップ１４０４と同様に、ステッ
プ３９０２において状態の集合Ｓから取り出された１つ
の状態ｓと、ステップ３９０４において入力状態集合Ｘ
から取り出された１つの入力状態ｘに基づいて、図７の
入力情報保持部７０４に保持されている動作モデルＭを
構成するそれぞれの状態変数の“遷移関数”によって、
それぞれの状態変数の次時刻（次の命令サイクル）の状
態ｓ′が計算される。また、状態ｓに至る命令列Ｔ_s に
入力状態ｘを付加した命令列が、次時刻の状態ｓ′に至
る命令列Ｔ_s'として計算される。

【０２２１】ステップ３９０６では、次時刻の状態の集
合Ｓ′に、次時刻の状態ｓ′と、その状態に至る命令列
Ｔ_s'と、その状態の１時刻前の状態である現在時刻の状
態ｓが追加される。現在時刻の状態ｓが記憶されるの
は、後述する図３８のステップ３８０７の処理におい
て、各到達状態から順次前の状態にバックトラックでき
るようにするためである。

【０２２２】ステップ３９０７では、第１の実施例にお
ける図１４のステップ１４０９と同様に、ステップ３９
０３で定義された入力状態集合Ｘから取り出されるべき
入力状態ｘがなくなったか否かが判定される。

【０２２３】ステップ３９０７の判定がＮＯなら、再び
ステップ３９０４〜３９０７が実行されることにより、
新たな入力状態ｘを入力とする、状態ｓの次時刻の状態
ｓ′と、その状態に至る命令列Ｔ_s'と、その状態の１時
刻前の状態である現在時刻の状態ｓとが算出され、それ
らが次時刻の状態の集合Ｓ′に追加される。

【０２２４】上述したステップ３９０４〜３９０７の一
連の処理が繰り返された結果、ステップ３９０７におい
て、ステップ３９０３で定義された入力状態集合Ｘから
取り出されるべき入力状態ｘがなくなったと判定された
場合には、第１の実施例における図１４のステップ１４
１０と同様に、ステップ３９０８で、１時刻（１命令サ
イクル）前に到達した状態の集合Ｓから取り出されるべ
き状態ｓがなくなったか否かが判定される。

【０２２５】ステップ３９０８の判定がＮＯなら、再び
ステップ３９０２〜３９０７が実行される。この結果、
新たな状態ｓと、入力状態集合Ｘに含まれる全ての入力
状態ｘとから、状態ｓの次時刻の状態ｓ′と、その状態
に至る命令列Ｔ_s'と、その状態の１時刻前の状態である
現在時刻の状態ｓとが算出され、それらが次時刻の状態
の集合Ｓ′に追加される。

【０２２６】ステップ３９０２〜３９０８の一連の処理
が繰り返され、状態の集合Ｓから取り出されるべき状態
ｓがなくなったと判定されると、ステップ３９０８の判
定がＹＥＳとなって、図３８ステップ３８０４の処理が
終了する。

【０２２７】以上に示されるステップ３８０２〜３８０
６の処理が図３５の到達可能状態列挙部３５０２により
実行されることによって、動作モデルＭにおいて、その
初期状態から到達することのできる全ての状態が列挙さ
れる。

【０２２８】その後、図３８のステップ３８０７の処理
が図３５の試験命令列列挙部３５０３によって実行され
る。このステップでは、上述の一連の処理によって初期
状態から到達することのできる状態の集合Ｕに登録され
ている、状態ｓと、その状態に至る命令列Ｔ_s と、その
状態の１時刻前の状態である現在時刻の状態ｓの複数の
組合わせを用いて、それら状態によって構成される状態
時系列のうち、入力情報保持部３５０１に記憶されてい
る状態時系列の集合内の１つの状態時系列と一致するも
のが選択されて、その状態時系列を実現する試験命令列
３５０４が列挙される。

【０２２９】このステップ３８０７の詳細な動作フロー
チャートは、図４０に示される。即ち、まず、ステップ
４００１では、図３５の入力情報保持部３５０１に入力
された状態時系列の集合のうちから１つの状態時系列が
選択される。

【０２３０】この選択に成功しステップ４００２の判定
がＮＯとなったら、ステップ４００３で、その選択され
た状態時系列を構成する複数の状態のうちの最終状態と
同じ状態が、図３８のステップ３８０６までの処理によ
って列挙された、動作モデルＭにおいて初期状態から到
達することのできる全ての状態の集合Ｕのなかから検索
される。

【０２３１】この検索に成功しステップ４００４の判定
がＮＯとなったら、ステップ４００５〜ステップ４００
７の一連の処理の繰返しにより、その検索された状態か
ら順次１時刻（１命令サイクル）ずつバックトラックし
ながら、その検索された状態を最終状態とする状態時系
列が、ステップ４００１によって現在選択されている状
態時系列と一致するか否かが検査される。

【０２３２】即ち、まず、ステップ４００５において、
ステップ４００３で検索された状態と共に集合Ｕに記憶
されているその状態の１時刻前の状態が、ステップ４０
０１によって現在選択されている状態時系列の最終状態
の１時刻前の状態と比較される。

【０２３３】ステップ４００６では、ステップ４００５
の比較結果が一致を示しているか否かが判定される。ス
テップ４００５の比較結果が一致を示しておりステップ
４００６の判定がＹＥＳなら、ステップ４００７で、ス
テップ４００１によって現在選択されている状態時系列
において直前に実行されたステップ４００５での比較処
理に使用された状態が、その状態時系列の先頭の状態で
あるか否かが判定される。

【０２３４】ステップ４００７の判定がＮＯならば、ス
テップ４００５〜４００７が再び実行されることによ
り、ステップ４００３で検索された状態からバックトラ
ックされた状態であって前回の比較処理に使用された状
態が集合Ｕ上で検索され、その状態と共に集合Ｕに記憶
されているその状態の更に１時刻前の状態が、ステップ
４００１によって現在選択されている状態時系列におい
て前回の比較処理に使用された状態の更に１時刻前の状
態と比較される。

【０２３５】そして、ステップ４００７の判定がＹＥＳ
となるまで、ステップ４００５〜ステップ４００６の一
連の処理が繰り返されることにより、ステップ４００３
によって検索された状態からバックトラックして得られ
る状態時系列が、ステップ４００１によって現在選択さ
れている状態時系列と一致するか否かが検査されるので
ある。

【０２３６】以上のようにして、最終的にステップ４０
０７の判定がＹＥＳとなると、ステップ４００３によっ
て検索された状態からバックトラックして得られる状態
時系列が、ステップ４００１によって現在選択されてい
る状態時系列と一致していることになる。

【０２３７】この場合には、ステップ４００８で、ステ
ップ４００３によって検索された最終状態と共に集合Ｕ
に記憶されている、その最終状態に至る命令列が、図３
５の試験命令列３５０４として出力される。

【０２３８】その後、ステップ４００３の処理に戻り、
ステップ４００１で選択された状態時系列を構成する複
数の状態のうちの最終状態と同じ状態が、集合Ｕ内に更
に存在するか否かが検索される。これは、図３８のステ
ップ３８０５の説明で前述したように、状態の集合Ｕに
は、到達経路が異なる複数の同じ到達状態に対して異な
るラベルが付与され得るからである。

【０２３９】以上の一連の処理の繰返しにおいて、ステ
ップ４００３で検索された状態からバックトラックされ
た状態と、ステップ４００１によって現在選択されてい
る状態時系列上で最終状態からバックトラックされた状
態とが、途中で一致しなくなると、ステップ４００６の
判定がＮＯとなる。この場合には、ステップ４００３で
検索された状態からのバックトラックは諦められ、再び
ステップ４００３の処理に戻って、ステップ４００１で
選択された状態時系列を構成する複数の状態のうちの最
終状態と同じ状態が、集合Ｕ内に更に存在するか否かが
検索される。

【０２４０】また、ステップ４００３の処理の結果、ス
テップ４００１で選択された状態時系列を構成する複数
の状態のうちの最終状態と同じ状態が、集合Ｕ内にそれ
以上存在しなくなると又は最初から全く存在しないと、
ステップ４００４の判定がＹＥＳとなる。この場合に
は、ステップ４００１の処理に戻り、図３５の入力情報
保持部３５０１に入力された状態時系列の集合のうちか
ら別の１つの状態時系列が選択され、ステップ４００２
以降の処理が実行される。

【０２４１】最後に、ステップ４００１の処理の結果、
図３５の入力情報保持部３５０１に入力された状態時系
列の集合に、これ以上選択されるべき状態時系列が存在
しなくなった場合には、ステップ４００２の判定がＹＥ
Ｓとなり、図３８のステップ３８０７の処理を終了す
る。

【０２４２】上述の第３の実施例により、一定期間にわ
たって特定の状態を発生させるような試験命令列３５０
４を、自動的かつ効率的に生成することができる。 ＜本発明の第４の実施例＞次に、本発明の第４の実施例
について説明する。

【０２４３】第４の実施例では、動作モデルに対して試
験項目を指定するための入力情報として、状態時系列の
評価関数を指定できる点が特徴である。本発明の第４の
実施例の全体構成図は、第２の実施例の場合と同じ図３
５によって示される。

【０２４４】第４の実施例においては、入力情報保持部
３５０１は、動作モデルＭとそのモデルに対する状態時
系列の評価関数とからなる入力情報を保持する。到達可
能状態列挙部３５０２は、入力情報保持部３５０１に保
持された動作モデルＭにおいて、初期状態から到達する
ことのできる全ての状態を列挙する。

【０２４５】試験命令列列挙部３５０３は、到達可能状
態列挙部３５０２によって列挙された、初期状態から到
達可能な各状態から、それら各状態によって構成される
状態時系列のうち、その状態時系列に対する、入力情報
保持部３５０１に記憶されている評価関数の計算結果の
値が大きい順に所定個の状態時系列に対応する所定個の
最終状態を選択し、各最終状態に至る試験命令列３５０
４を列挙する。

【０２４６】以上の構成を有する第４の実施例の動作に
ついて、図４１及び図４２の動作フローチャートに従っ
て、詳細に説明する。図４１は、第４の実施例の全体動
作フローチャートである。

【０２４７】まず、図４１のステップ４１０１に示され
るように、図３５に示される入力情報保持部３５０１に
は、第１の実施例における図７に示される状態数最小化
部７０３から出力される動作モデルＭと予め設定されて
いる状態時系列の評価関数が入力され、それらが保持さ
れる。

【０２４８】動作モデルＭは、第１〜第３の実施例の場
合と同様に、前述した図１６に示される状態変数の構造
体の集合として入力情報保持部３５０１に保持される。
一方、状態時系列の評価関数は、動作モデルＭが実現す
る或る任意の期間の状態時系列が入力されるとその評価
値を出力する関数であり、動作モデルＭによって示され
るパイプライン機構の設計誤りが検出されやすい状態時
系列（パイプライン機構に負荷を与える状態時系列）ほ
ど大きな値を出力するように定義される関数である。

【０２４９】具体的には、プログラム上のレジスタ番号
と物理レジスタ番号との間で動的に番号の付替えを行
う、いわゆるレジスタリネーミング機構を有するパイプ
ラインプロセッサが存在するが、このようなプロセッサ
においては、リネーミングのための物理レジスタの数
（リネーミングスペース）が不足する場合が問題とな
る。この不足が生じないように設計されたプロセッサに
おいて本当にこの不足が発生しないことを検証するため
には、できるだけ多くのリネーミングスペースが消費さ
れるような試験命令列が必要となる。このような要求を
満たす状態時系列の評価関数が、入力情報保持部３５０
１に入力され保持される。より具体的には、この例の場
合における評価関数は、状態時系列中に含まれる各状態
において消費されるリネーミングスペースの、その状態
時系列中の全状態にわたる総和を規定するような関数で
ある。

【０２５０】上述したようにして、入力情報保持部３５
０１に動作モデルＭと状態時系列の評価関数が保持され
た後、図３５の到達可能状態列挙部３５０２によって、
ステップ４１０２〜４１０６の処理が実行される。これ
らの処理により、動作モデルＭにおいて、その初期状態
から到達することのできる全ての状態が列挙される。こ
れらの処理は、第３の実施例における図３８のステップ
３８０２〜３８０６の一連の処理と同じである。

【０２５１】まず、ステップ４１０２では、第３の実施
例における図３８のステップ３８０２と同様に、初期状
態から到達することのできる状態の集合Ｕが空集合φと
される。また、状態の集合Ｓに、初期状態が設定され
る。

【０２５２】続いて、ステップ４１０３〜４１０６の一
連の処理が繰り返し実行される。まず、ステップ４１０
３では、第３の実施例における図３８のステップ３８０
３と同様に、動作モデルＭにおいて、現在の時刻（命令
サイクル）までに到達している状態の集合Ｕに、１時刻
（１命令サイクル）前に到達した状態の集合Ｓの内容が
追加される。なお、状態の集合Ｓの初期値は、ステップ
４１０２で設定される初期状態の集合である。

【０２５３】ステップ４１０４においては、第３の実施
例における図３８のステップ３８０４と同様に、動作モ
デルＭにおいて、１時刻（１命令サイクル）前に到達し
た状態の集合Ｓに含まれる各状態から、基本遷移により
到達する次時刻（次の命令サイクル）の各状態が、次時
刻の状態の集合Ｓ′として計算される。この処理の詳細
は、第３の実施例において示した図３９の動作フローチ
ャートによって示される。

【０２５４】ステップ４１０５においては、第３の実施
例における図３８のステップ３８０５と同様に、次時刻
の状態の集合Ｓ′に含まれる状態が、次時刻に到達した
状態の集合Ｓとされる。この場合、第３の実施例の場合
と同様に、次時刻の状態の集合Ｓ′に含まれる状態が、
現在の時刻までに到達している状態の集合Ｕに含まれて
いても、その状態は次時刻に到達した状態の集合Ｓとさ
れる。これは、第４の実施例においても、ある１時刻に
おける状態だけではなく状態の時系列が問題となるた
め、状態の遷移順序を保存する必要があるためである。
従って、状態の集合Ｕには、複数の同じ到達状態に対し
て異なるラベルが付与され得る。

【０２５５】また、ステップ４１０５では、第３の実施
例における図３８のステップ３８０５と同様に、次時刻
の状態の集合Ｓ′に含まれる状態のうち現在の時刻まで
に到達している状態の集合Ｕに含まれない状態も状態
Ｓ″として保存される。

【０２５６】そして、続くステップ４１０６で、第３の
実施例における図３８のステップ３８０６と同様に、こ
の状態Ｓ″が空集合φであるか否かが判定される。即
ち、どのように状態が遷移しても新しい状態が１つも発
生しなくなりこのステップ４１０６の判定がＹＥＳとな
った時点で、到達可能状態列挙部３５０２の動作が終了
することになる。

【０２５７】ステップ４１０６の判定がＮＯならば、次
時刻に到達した状態の集合Ｓから更に次時刻における基
本遷移によって到達できる状態を検索するために、ステ
ップ４１０３〜４１０６の一連の処理が繰り返される。

【０２５８】以上の図４１のステップ４１０３〜４１０
６の一連の処理の繰返しによって、例えば図３０に示さ
れる初期状態からの基本遷移のみによって到達できる全
ての状態が列挙される。

【０２５９】その後、図４１のステップ４１０７と４１
０８の処理が図３５の試験命令列列挙部３５０３によっ
て実行される。まずステップ４１０７では、上述の一連
の処理によって初期状態から到達することのできる状態
の集合Ｕに登録されている、状態ｓと、その状態に至る
命令列Ｔ_s と、その状態の１時刻前の状態である現在時
刻の状態ｓの複数の組合わせを用いて、それら状態によ
って構成される全ての状態時系列について、その状態時
系列の評価関数が計算される。

【０２６０】このステップ４１０７の詳細な動作フロー
チャートは、図４２に示される。即ち、まず、ステップ
４２０１では、図４１のステップ４１０６までの処理に
よって列挙された、動作モデルＭにおいて初期状態から
到達することのできる全ての状態の集合Ｕのなかから、
１つの到達状態が選択される。

【０２６１】この検索に成功しステップ４２０２の判定
がＮＯとなったら、ステップ４２０３で、ステップ４２
０１で選択された状態を用いて、現在バックトラックさ
れている状態時系列の評価関数が計算される。具体的に
は、その状態におけるリネーミングスペースが計算さ
れ、現在バックトラックされている状態時系列の評価関
数の計算結果に累算される。上述のリネーミングスペー
スの計算は、第１の実施例の場合と同様の例えば図３１
に示されるようなデータ形式を有する１つの状態につい
て、各状態変数に対応する例えば図１６及び図１７に示
されるデータ形式を有する動作テーブルに設定されてい
るリネーミングスペースを、当該状態内の全状態変数に
わたって合計する計算として実現できる。

【０２６２】その後、ステップ４２０４〜４２０６の一
連の処理の繰返しにより、ステップ４２０１で選択され
た状態から順次１時刻（１命令サイクル）ずつバックト
ラックしながら、初期状態に到達するまで、バックトラ
ックによって生成される状態時系列に対する評価関数が
順次計算される。

【０２６３】即ち、まず、ステップ４２０４において、
ステップ４２０１で選択された状態と共に集合Ｕに記憶
されているその状態の１時刻前の状態が選択される。次
に、ステップ４２０５において、ステップ４２０３の場
合と同様に、ステップ４２０４で選択された状態を用い
て、現在バックトラックされている状態時系列の評価関
数が計算される。即ち、ステップ４２０４で選択された
状態におけるリネーミングスペースが計算され、現在バ
ックトラックされている状態時系列の評価関数の計算結
果に累算される。

【０２６４】ステップ４２０６では、ステップ４２０４
で選択された状態が動作モデルＭにおける初期状態であ
るか否かが判定される。ステップ４２０６の判定がＮＯ
なら、ステップ４２０４の処理に戻り、状態時系列のバ
ックトラックが進められる。

【０２６５】ステップ４２０６の判定がＹＥＳとなる
と、ステップ４２０１で選択された状態を最終状態とす
る状態時系列のバックトラックが終了し、その状態時系
列に対する最終的な評価関数の計算結果が算出されたこ
とになる。

【０２６６】この後、ステップ４２０７で、集合Ｕ内
の、ステップ４２０１で選択された状態に対応する要素
位置に、その状態を最終状態とする状態時系列に対する
上述の評価関数の計算結果が登録される。

【０２６７】その後、ステップ４２０１の処理に戻り、
集合Ｕのなかから別の１つの到達状態が選択され、ステ
ップ４２０２以降の処理が繰り返される。そして、集合
Ｕにおいてこれ以上選択されるべき到達状態が存在しな
くなり、ステップ４２０２の判定がＹＥＳとなると、図
４１のステップ４１０７の処理を終了する。

【０２６８】最後に、図４１のステップ４１０８では、
上述の一連の処理によって初期状態から到達することの
できる状態の集合Ｕに登録されている、各到達状態（各
状態時系列の最終状態）と、その到達状態に至る命令列
と、その到達状態を最終状態とする状態時系列の評価関
数の計算結果の組合せにおいて、評価関数の値が大きい
順に、所定個の到達状態が選択され、その到達状態に至
る命令列が上記集合Ｕから取り出され、それが試験命令
列３５０４（図３５）として出力される。

【０２６９】上述の第４の実施例により、一定期間にわ
たって定性的に表現される試験状態となる試験命令列３
５０４を、自動的かつ効率的に生成することができる。 ＜その他の実施態様＞最後に、本発明のその他の実施態
様について説明する。

【０２７０】まず、本発明では、自動生成された試験命
令列に、プロセッサの初期状態を設定する命令列及び終
了状態を保存する命令列が付加されることにより、パイ
プライン制御機構の検証用の試験命令列を生成すること
もできる。

【０２７１】また、本発明は、試験命令列の自動生成の
みならず、プロセッサを構成するパイプラインに対応す
る動作モデルに対して何等かの解析を行う一般的な技術
に適用できる。特に、動作モデルに対して状態数最小化
処理を実行する技術を用いることにより、その処理の結
果として得られる動作モデルに対応して、最適化された
パイプラインを再構成することも可能となる。

【０２７２】

【発明の効果】本発明の第１〜第３の態様によれば、パ
イプラインに関する基本的な情報を入力するだけで、自
動的にプロセッサの動作モデルや試験命令列（テストプ
ログラム）を生成することが可能となる。この結果、テ
ストプログラムの開発者は、初期設計及び設計変更に伴
う工数を大幅に削減できるため、プロセッサの開発サイ
クル短縮に寄与するところが大きい。

【０２７３】特に、本発明の第２の態様により構成され
る動作モデルは、試験命令列の自動生成の効率化を実現
するのみならず、構成される動作モデルに対応する最適
化されたパイプラインを再構成することも可能となる。
この結果、本発明は、初期的なハードウエア設計のため
の技術としても利用することができる。

【０２７４】また、本発明の第３の態様によれば、試験
命令列３０２の抽出の処理を大幅に効率化することが可
能となる。本発明の第４の態様によれば、トラップ制御
などの定性的に表現される試験項目を、状態を評価する
状態評価関数によって効率的に定義することができ、そ
れに対応する試験命令列を、自動的かつ効率的に生成す
ることが可能となる。

【０２７５】本発明の第５の態様によれば、一定期間命
令の完了順序が入れ替わるような状態の時系列を状態の
時系列として指定することができ、一定期間にわたって
特定の状態を発生させるような試験命令列を、自動的か
つ効率的に生成することが可能となる。

【０２７６】本発明の第６の態様では、一定期間の状態
が定性的に表現される試験項目を、状態の時系列を評価
する評価関数によって効率的に定義することができ、そ
れに対応する試験命令列を、自動的かつ効率的に生成す
ることが可能となる。

【０２７７】更に、本発明の全般について挙げることが
できる効果として、本発明により自動生成された試験命
令列の集合は、それぞれ異なるパイプラインハザード発
生ケースに対応させることができるのみならず、それぞ
れの集合から代表的な要素が取り出されることによっ
て、様々なパイプラインハザードの発生ケースを網羅的
に検証することが可能となる。

【０２７８】また、現在のプロセッサにおいては、命令
の種類によりパイプライン経路が変更されたりレジスタ
値がフォワーディング等されるため、パイプラインがイ
ンターロックを起こさない場合においても制御機構の検
証が重要となる場合がある。本発明により自動生成され
る試験命令列の集合は、それぞれが特定のパイプライン
制御パターンに対応しているため、それら制御パターン
に対応して特定の制御機構が動作する状況を列挙するよ
うな作業にも役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブロック図（その１）である。

【図２】本発明のブロック図（その２）である。

【図３】本発明のブロック図（その３）である。

【図４】本発明のブロック図（その４）である。

【図５】本発明のブロック図（その５）である。

【図６】本発明のブロック図（その６）である。

【図７】本発明の第１の実施例の全体構成図である。

【図８】第１の実施例の全体動作フローチャート（その
１）である。

【図９】状態数最小化処理の動作フローチャートであ
る。

【図１０】入力段側からの状態数最小化処理の動作フロ
ーチャートである。

【図１１】最終段側からの状態数最小化処理の動作フロ
ーチャートである。

【図１２】第１の実施例の全体動作フローチャート（そ
の２）である。

【図１３】試験命令列列挙処理の動作フローチャートで
ある。

【図１４】基本遷移による次時刻の状態集合Ｓ′の計算
と試験命令列出力の処理の動作フローチャートである。

【図１５】次時刻状態集合の計算処理の動作フローチャ
ートである。

【図１６】状態変数の構造体を示した図である。

【図１７】動作テーブルのデータ構造を示した図であ
る。

【図１８】仕様情報によって表されるパイプライン構成
の例を示した図である。

【図１９】仕様情報によって表される命令の実行形態の
例を示した図である。

【図２０】初期動作モデルＭ₀ の例を示した図である。

【図２１】動作モデルＭ₁ の例を示した図である。

【図２２】動作モデルＭ₂ の例を示した図である。

【図２３】試験状態の集合Ｈの例を示した図である。

【図２４】初期状態からの基本遷移のみによって到達で
きるケース１の試験状態を発生させる試験命令列の例を
示した図である。

【図２５】ケース１−１、１−２、１−３、１−４の状
態の次時刻の状態を示した図である。

【図２６】ケース１とケース１′の関係を示した図であ
る。

【図２７】ケース１′−１、１′−２、１′−３、１′
−４の状態からの基本遷移のみによえ到達できるケース
５の試験状態を発生させる試験命令列の例を示した図で
ある。

【図２８】ケース１′とケース５の関係を示した図であ
る。

【図２９】試験状態のデータ構造の例を示した図であ
る。

【図３０】初期状態のデータ構造の例を示した図であ
る。

【図３１】基本遷移の後のｓ′とＴ_s'のデータ構造の例
（その１）を示した図である。

【図３２】基本遷移の後のｓ′とＴ_s'のデータ構造の例
（その２）を示した図である。

【図３３】基本遷移の後のｓ′とＴ_s'のデータ構造の例
（その３）を示した図である。

【図３４】試験状態に対応するｓ′とＴ_s'のデータ構造
の例を示した図である。

【図３５】本発明の第２〜第４の実施例の全体構成図で
ある。

【図３６】第２の実施例の全体動作フローチャートであ
る。

【図３７】第２の実施例における基本遷移による次時刻
の状態集合Ｓ′の計算の処理の動作フローチャートであ
る。

【図３８】第３の実施例の動作フローチャートである。

【図３９】第３及び第４の実施例における基本遷移によ
る次時刻の状態集合Ｓ′の計算の処理の動作フローチャ
ートである。

【図４０】第３の実施例における実現可能な状態時系列
の計算と試験命令列ん出力の処理の動作フローチャート
である。

【図４１】第４の実施例の動作フローチャートである。

【図４２】第４の実施例における状態時系列の選択とそ
の評価関数の計算の処理の動作フローチャートである。

【符号の説明】

１０１、２０１ 仕様情報 １０２、２０２ 仕様情報保持手段 １０３、２０５、３０１ 動作モデル １０４ 動作モデル構成手段 １０５、３０２ 試験状態 １０６ 試験状態列挙手段 １０７、３０５ 試験命令列 １０８ 試験命令列生成手段 ２０３ 初期動作モデル ２０４ 初期動作モデル構成手段 ２０６ 状態数最小化手段 ３０３ 入力情報保持手段 ３０４ 入力状態 ３０６ 試験命令列列挙手段 ３０７ 次時刻状態 ３０８ 次時刻状態計算手段 ４０１、４０７、５０１、５０７、６０１、６０７
動作モデル ４０２、４０８ 状態評価関数 ４０３、５０３、６０３ 入力情報保持手段４０３ ４０４ 到達可能状態列挙手段 ４０５、４１３、５０５、５１３、６０５、６１３
試験命令列 ４０６、５０６、６０６ 試験命令列列挙手段 ４０９、５０９、６０９ 入力情報保持手段 ４１０、５１０、６１０ 到達可能状態列挙手段 ４１１ 状態評価関数計算手段 ４１２、５１１、６１１ 命令列列挙手段 ４１４、５１４、６１４ 試験命令列出力手段 ５０２、５０８ 状態の時系列 ６０２、６０８ 状態の時系列の評価関数 ５０４、６０４ 到達可能状態時系列列挙手段 ７０１ 仕様情報保持部 ７０２ 初期動作モデル構成部 ７０３ 状態数最小化部 ７０４、３５０１ 入力情報保持部 ７０５ 試験命令列列挙部 ７０６ 次時刻状態計算部 ７０７、３５０４ 試験命令列 ３５０２ 到達可能状態列挙部 ３５０３ 試験命令列列挙部 Ｍ₀ 初期動作モデル Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、Ｍ 動作モデル Ｈ 試験状態の集合

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 文保 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−73037（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−342055（ＪＰ，Ａ) 岩下洋哲、他，プロセッサのパイプラ インを対象としたテストプログラム自動 生成，信学技報，電子情報通信学会, 1994年４月23日，94／118，23−30 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 11/22 310 G06F 9/38 380

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基づ
   き、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプライ
   ンの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数
   の状態変数によって表現する動作モデルを構成し、 該動作モデルに含まれる複数の状態変数の状態が競合を
   起こすような状態である試験状態を列挙し、 前記動作モデルの状態がその初期状態から前記各試験状
   態へ遷移する過程に対応した試験命令列を生成する、 ことを特徴とするプロセッサの動作モデルと論理検証用
   試験命令列の自動生成方法。
2. 【請求項２】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報を保持
   する仕様情報保持手段と、 該仕様情報保持手段が保持する仕様情報に基づき、前記
   パイプラインの動作を表現し、前記パイプラインの各構
   成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数の状態変
   数によって表現する動作モデルを構成する動作モデル構
   成手段と、 該動作モデル構成手段によって構成される動作モデルに
   含まれる複数の状態変数の状態が競合を起こすような状
   態である試験状態を列挙する試験状態列挙手段と、 前記動作モデル構成手段によって構成される動作モデル
   の状態がその初期状態から前記試験状態列挙手段によっ
   て列挙される各試験状態へ遷移する過程に対応した試験
   命令列を生成する試験命令列生成手段と、 を有することを特徴とするプロセッサの動作モデルと論
   理検証用試験命令列の自動生成装置。
3. 【請求項３】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基づ
   き、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプライ
   ンの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数
   の状態変数によって表現する動作モデルを初期動作モデ
   ルとして構成し、 該初期動作モデルに含まれる各状態変数が有する複数の
   状態を、それらの状態が有する属性に基づいてグループ
   化することにより、前記各状態変数が有する状態の数を
   最小化し、該最小化が行われた動作モデルを構成する、 ことを特徴とするプロセッサの動作モデルの自動生成方
   法。
4. 【請求項４】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報を保持
   する仕様情報保持手段と、 該仕様情報保持手段が保持する仕様情報に基づき、前記
   パイプラインの動作を表現し、前記パイプラインの各構
   成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数の状態変
   数によって表現する動作モデルを初期動作モデルとして
   構成する初期動作モデル構成手段と、 該初期動作モデル構成手段によって構成される初期動作
   モデルに含まれる各状態変数が有する複数の状態を、そ
   れらの状態が有する属性に基づいてグループ化すること
   により、前記各状態変数が有する状態の数を最小化し、
   該最小化が行われた動作モデルを構成する状態数最小化
   手段と、 を有することを特徴とするプロセッサの動作モデルの自
   動生成装置。
5. 【請求項５】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基づ
   き、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプライ
   ンの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数
   の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モデ
   ルに含まれる複数の状態変数の状態が競合を起こすよう
   な状態である試験状態を、入力情報として入力し、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
   の状態変数の状態が競合を起こす状態を含むことなく、
   前記動作モデルの状態が所定の入力状態から前記入力情
   報保持手段に保持される試験状態のうちの何れかへ遷移
   する過程に対応した試験命令列を列挙し、 前記入力情報として入力される動作モデルを構成する複
   数の状態変数の状態が、前記列挙された試験命令列に対
   応する試験状態になった後に次に遷移する状態である次
   時刻状態を計算し、該次時刻状態を前記所定の入力状態
   として前記試験命令列を列挙する処理を繰り返し実行さ
   せる、 ことを特徴とする論理検証用試験命令列の自動生成方
   法。
6. 【請求項６】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基づ
   き、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプライ
   ンの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数
   の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モデ
   ルに含まれる複数の状態変数の状態が競合を起こすよう
   な状態である試験状態を、入力情報として保持する入力
   情報保持手段と、 該入力情報保持手段に保持された動作モデルを構成する
   複数の状態変数の状態が競合を起こす状態を含むことな
   く、前記動作モデルの状態が所定の入力状態から前記入
   力情報保持手段に保持される試験状態のうちの何れかへ
   遷移する過程に対応した試験命令列を列挙する試験命令
   列列挙手段と、 前記入力情報保持手段に保持された動作モデルを構成す
   る複数の状態変数の状態が、前記試験命令列列挙手段が
   列挙した試験命令列に対応する試験状態になった後に次
   に遷移する状態である次時刻状態を計算し、該次時刻状
   態を前記所定の入力状態として前記試験命令列列挙手段
   に入力させる次時刻状態計算手段と、 を有することを特徴とする論理検証用試験命令列の自動
   生成装置。
7. 【請求項７】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基づ
   き、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプライ
   ンの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数
   の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モデ
   ルに含まれる複数の状態変数の状態を入力とする状態評
   価関数を、入力情報として入力し、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
   の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態で
   あって、前記状態評価関数の値が所定の条件を満たす状
   態を列挙し、 該列挙される状態に至る命令列を試験命令列として列挙
   する、 ことを特徴とする論理検証用試験命令列の自動生成方
   法。
8. 【請求項８】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基づ
   き、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプライ
   ンの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数
   の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モデ
   ルに含まれる複数の状態変数の状態を入力とする状態評
   価関数を、入力情報として保持する入力情報保持手段
   と、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
   の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態で
   あって、前記状態評価関数の値が所定の条件を満たす状
   態を列挙する到達可能状態列挙手段と、 該到達可能状態列挙手段によって列挙される状態に至る
   命令列を試験命令列として列挙する試験命令列列挙手段
   と、 を有することを特徴とする論理検証用試験命令列の自動
   生成装置。
9. 【請求項９】 プロセッサのパイプラインの構成及び前
   記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基づ
   き、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプライ
   ンの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複数
   の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モデ
   ルに含まれる複数の状態変数の状態を入力とする状態評
   価関数を、入力情報として入力し、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
   の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態を
   列挙し、 該列挙される状態に対応する前記状態評価関数の値を計
   算し、 前記列挙される状態に至る命令列を列挙し、 前記計算される値が所定の条件を満たす状態を前記列挙
   される状態から選択し、 該選択された状態に対応する命令列を前記列挙される命
   令列から選択し、 該選択された命令列を試験命令列として選択する、 ことを特徴とする論理検証用試験命令列の自動生成方
   法。
10. 【請求項１０】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態を入力とする状態
    評価関数を、入力情報として保持する入力情報保持手段
    と、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
    の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態を
    列挙する到達可能状態列挙手段と、 該到達可能状態列挙手段によって列挙される状態に対応
    する前記状態評価関数の値を計算する状態評価関数計算
    手段と、 前記到達可能状態列挙手段によって列挙される状態に至
    る命令列を列挙する命令列列挙手段と、 前記状態評価関数計算手段によって計算される値が所定
    の条件を満たす状態を前記到達可能状態列挙手段によっ
    て列挙される状態から選択し、該選択された状態に対応
    する命令列を前記命令列列挙手段から選択し、該選択さ
    れた命令列を試験命令列として出力する試験命令列出力
    手段と、 を有することを特徴とする論理検証用試験命令列の自動
    生成装置。
11. 【請求項１１】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列を、入力
    情報として入力し、 前記入力情報として入力される動作モデルを構成する複
    数の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態
    の時系列であって、前記入力情報として入力された状態
    の時系列を列挙し、 該列挙される状態の時系列を実現する命令列を試験命令
    列として列挙する、 ことを特徴とする論理検証用試験命令列の自動生成方
    法。
12. 【請求項１２】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列を、入力
    情報として保持する入力情報保持手段と、 前記入力情報として入力される動作モデルを構成する複
    数の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態
    の時系列であって、前記入力情報として入力される状態
    の時系列を列挙する到達可能状態時系列列挙手段と、 該到達可能状態時系列列挙手段によって列挙される状態
    の時系列を実現する命令列を試験命令列として列挙する
    試験命令列列挙手段と、 を有することを特徴とする論理検証用試験命令列の自動
    生成装置。
13. 【請求項１３】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列を、入力
    情報として入力し、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
    の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態を
    列挙し、 前記列挙される状態に至る命令列を列挙し、 前記列挙された状態からバックトラックしながら、前記
    入力情報として入力される状態の時系列に一致する状態
    の時系列を検索し、 該検索された状態の時系列の最終状態に至る命令列を前
    記列挙された命令列から選択し、 該選択された命令列を試験命令列として出力する、 ことを特徴とする論理検証用試験命令列の自動生成方
    法。
14. 【請求項１４】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列を、入力
    情報として保持する入力情報保持手段と、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
    の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態を
    列挙する到達可能状態列挙手段と、 前記到達可能状態列挙手段によって列挙される状態に至
    る命令列を列挙する命令列列挙手段と、 前記到達可能状態列挙手段によって列挙された状態から
    バックトラックしながら、前記入力情報として入力され
    る状態の時系列に一致する状態の時系列を検索する状態
    時系列検索手段と、 該状態時系列検索手段によって検索された状態の時系列
    の最終状態に至る命令列を前記命令列列挙手段から選択
    し、該選択された命令列を試験命令列として出力する試
    験命令列出力手段と、 を有することを特徴とする論理検証用試験命令列の自動
    生成装置。
15. 【請求項１５】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列の評価関
    数を、入力情報として入力し、 前記入力情報として入力される動作モデルを構成する複
    数の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態
    の時系列であって、前記評価関数の値が所定の条件を満
    たす状態の時系列を列挙し、 該列挙される状態の時系列を実現する命令列を試験命令
    列として列挙する、 ことを特徴とする論理検証用試験命令列の自動生成方
    法。
16. 【請求項１６】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列の評価関
    数を、入力情報として保持する入力情報保持手段と、 前記入力情報として入力される動作モデルを構成する複
    数の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態
    の時系列であって、前記評価関数の値が所定の条件を満
    たす状態の時系列を列挙する到達可能状態時系列列挙手
    段と、 該到達可能状態時系列列挙手段によって列挙される状態
    の時系列を実現する命令列を試験命令列として列挙する
    試験命令列列挙手段と、 を有することを特徴とする論理検証用試験命令列の自動
    生成装置。
17. 【請求項１７】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列の評価関
    数を、入力情報として入力し、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
    の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態を
    列挙し、 前記列挙される状態に至る命令列を列挙し、 前記列挙された状態からバックトラックして得られる状
    態の時系列について、前記評価関数を計算し、 該計算される値が所定の条件を満たす状態の時系列を前
    記列挙された状態からバックトラックして得られる状態
    の時系列のうちから選択し、 該選択された状態の時系列の最終状態に至る命令列を前
    記列挙された命令列から選択し、 該選択された命令列を試験命令列として出力する、 ことを特徴とする論理検証用試験命令列の自動生成方
    法。
18. 【請求項１８】 プロセッサのパイプラインの構成及び
    前記プロセッサが実行する各命令に関する仕様情報に基
    づき、前記パイプラインの動作を表現し、前記パイプラ
    インの各構成部分の状態とそれらの状態の遷移関係を複
    数の状態変数により表現される動作モデルと、該動作モ
    デルに含まれる複数の状態変数の状態の時系列の評価関
    数を、入力情報として保持する入力情報保持手段と、 該入力情報として入力される動作モデルを構成する複数
    の状態変数についてその初期状態から到達可能な状態を
    列挙する到達可能状態列挙手段と、 前記到達可能状態列挙手段によって列挙される状態に至
    る命令列を列挙する命令列列挙手段と、 前記到達可能状態列挙手段によって列挙された状態から
    バックトラックして得られる状態の時系列について、前
    記評価関数を計算する状態時系列評価関数計算手段と、 該状態時系列評価関数計算手段によって計算される値が
    所定の条件を満たす状態の時系列を前記到達可能状態列
    挙手段によって列挙された状態からバックトラックして
    得られる状態の時系列のうちから選択し、該選択された
    状態の時系列の最終状態に至る命令列を前記命令列列挙
    手段から選択し、該選択された命令列を試験命令列とし
    て出力する試験命令列出力手段と、 を有することを特徴とする論理検証用試験命令列の自動
    生成装置。