芯片开发功能验证的形式化方法
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作者:
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作者简介:

姚广宇(1995-),男,博士生,CCF学生会员,主要研究领域为FPGA布局,形式化验证.
段振华(1948-),男,博士,教授,博士生导师,CCF会士,主要研究领域为高可信软件开发及验证.
张南(1984-),女,博士,副教授,博士生导师,CCF高级会员,主要研究领域为形式化验证.
刘灵敏(1995-),男,硕士生,主要研究领域为Verilog代码和模型功能一致性验证.
田聪(1981-),女,博士,教授,博士生导师,CCF杰出会员,主要研究领域为软件安全:程序漏洞分析,恶意代码检测.
孙风津(1995-),男,硕士生,主要研究领域为Verilog-MSVL代码转换技术,形式化验证.

通讯作者:

张南,nanzhang@xidian.edu.cn;田聪,ctian@mail.xidian.edu.cn;段振华,zhhduan@mail.xidian.edu.cn

中图分类号:

基金项目:

国家重点研发计划(2018AAA0103202);国家自然科学基金(61751207,61732013);陕西省重点科技创新团队(2019TD-001)


Formal Method of Functional Verification for Chip Development
Author:
Affiliation:

Fund Project:

National Key Research and Development Program of China (2018AAA0103202); National Natural Science Foundation of China (61751207, 61732013); Key Science and Technology Innovation Team of Shaanxi Province(2019TD-001)

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    摘要:

    在芯片设计领域,采用模型驱动的FPGA设计方法是目前较为安全可靠的一种方法.但是,基于模型驱动的FPGA设计需要证明FPGA设计模型和生成Verilog/VHDL代码的一致性;同时,芯片设计的正确性、可靠性和安全性也至关重要.目前,多采用仿真方法对模型和代码的一致性进行验证,很难保证设计的可靠性和安全性,并存在验证效率低、工作量大等问题.提出一种新型验证设计模型和生成代码一致性的方法,该方法利用MSVL语言进行系统建模,并通过模型提取命题投影时序逻辑公式描述的系统的性质,通过统一模型检测的原理,验证模型是否满足性质的有效性.进而,应用信号灯控制电路系统作为验证实例,对验证方法做了检验和说明.

    Abstract:

    In the field of chip design, the use of model-driven FPGA design methods is currently a safer and more reliable method. However, model-driven FPGA design needs to prove the consistency of the FPGA design model and the generated Verilog/VHDL code. Further, the chip design correctness, performance, reliability, and safety are critical. At present, simulation methods are often used to verify the consistency of models and codes. It is difficult to ensure the reliability and safety of the design, and there are problems such as low verification efficiency and heavy workload. This study proposes a new method to verify the consistency of the design model and the generated code. This method uses the MSVL language to model the system, and propositional projection temporal logic (PPTL) formula to describe the properties of the system, then based on the principle of unified model checking, verifies whether the model meets the validity of the property. Furthermore, a signal light control system is used as a verification example to verify and explain the verification method.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

姚广宇,张南,田聪,段振华,刘灵敏,孙风津.芯片开发功能验证的形式化方法.软件学报,2021,32(6):1799-1817

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  • 收稿日期:2020-08-30
  • 最后修改日期:2020-10-26
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  • 在线发布日期: 2021-02-07
  • 出版日期: 2021-06-06
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