PSL的有界模型检验

基于SAT的有界模型检验被视为是基于OBDD的符号化模型检验技术的重要补充,是并行反应式系统的一种有效验证方法.然而,直至现在,有界模型检验已验证的属性逻辑还十分有限.PSL是一种用于描述并行系统的属性规约语言(IEEE-1850),包括线性时序逻辑FL和分支时序逻辑OBE两部分.通过模型检验可验证系统的PSL属性,本文提出了PSL的有界模型检验方法及其算法框架.首先,定义PSL逻辑的有界语义,而后,将有界语义进一步简化为SAT,分别将PSL性质规约公式和系统M的状态迁移关系转换为SAT命题公式,最后验证上述两个SAT命题公式合取式的可满足性,这样就将时序逻辑PSL的存在模型检验转化为一个命题公式的可满足性问题,并用一个队列控制电路实例具体解释算法执行过程.

PSL逻辑及验证技术研究进展与展望

在简要介绍PSL的分层结构和语法与语义基础上,综述了PSL验证技术的应用研究现状,分析了各种方法、技术的优缺点,最后指出了PSL验证技术的未来研究展望。

PSL构造双向交换自动机及非确定自动机的方法

PSL(property specification language)是一种用于描述并行系统的属性规约语言,包括线性时序逻辑FL(foundation language)和分支时序逻辑OBE(optional branching extension)两部分.由于OBE就是CTL(computation tree logic),并且具有时钟声明的公式很容易改写成非时钟公式,因此重点研究了非时钟FL逻辑.为便于进行模型检验,每个FL公式必须转化成为一种可验证形式,通常是自动机(非确定自动机).构造非确定自动机的过程主要是通过中间构建交换自动机来实现.详细给出了由非时钟FL构造双向交换自动机的构造规则.构造规则的核心逻辑不仅仅局限于是在LTL(linear temporal logic)基础上的正规表达式,而且全面而充分地考虑了各种FL操作算子的可能性.并且给出了将双向交换自动机转化为非确定自动机的一种方法.最后,编写了将PSL转化为上述自动机的实现工具.FL双向交换自动机的构造规则计算复杂度仅是FL公式长度的线性表达式,验证了构造规则的正确性.在此基础上,证明了双向交换自动机与其转化的等价的非确定自动机接受的语言相同.上述工作对解决复杂并行系统建模和模型验证问题具有重要的理论意义和应用价值.

应用OBDD和PSL的航迹规划方法研究

航迹规划是决定无人飞行器飞行航迹优劣的关键环节。由于无人飞行器飞行空域广,态势也较复杂,实际规划中常常面临搜索的状态多、收敛时间慢等问题,这成为无人飞行器执行飞行任务的瓶颈,解决的优化策略包括:缩小问题的状态空间以及根据问题的约束条件,在搜索中剪枝。模型检验的经典OBDD(有序二叉决策图)方法是表示状态和状态迁移的高效率的数据结构方法,可以简化状态系统的表示空间;而PSL是一种重要时序逻辑,利用PSL和一阶逻辑描述无人飞行器航迹规划的领域约束,以期在规划中剪枝搜索状态。在使用上述两种优化策略基础上设计了航迹规划搜索算法,并实现了该算法的规划仿真,仿真结果表明该方法是一种有效可行的航迹规划方法。

PSL可满足问题的计算复杂度

PSL是一种用于描述并行系统的属性规约语言,包括线性时序逻辑FL和分支时序逻辑OBE两部分。由于OBE就是CTL,因此论文重点研究FL逻辑。理论上已证明许多难解的问题都可多项式变换为"可满足性"问题,"可满足性"问题是研究时序逻辑的核心问题之一,并已成为程序验证的一种有力工具;而计算复杂度是"可满足性"问题需要解决的最深刻的方向之一,其研究意义在于它可作为解决一类问题的难度的标准。文中在利用"铺砖模型"基础上,推导并得出FL的"可满足性"问题的计算复杂度为EXPSPACE-hard,这对正确评价解决该问题的各种算法的效率,进而确定对已有算法的改进余地具有重要的指导意义。

基于PSL断言的宽带电路交换芯片验证

利用基于PSL断言的验证方法验证了宽带电路交换芯片XYDXC160的设计。该芯片单片支持64路2.488Gb/s STM-16帧结构的SDH码流的输入/输出,实现1 024×1 024 STM-1流的无阻塞电路交换。断言技术的引入,降低了验证工作的复杂度,提高了验证的速度和效率,确保了验证工作的质量。

采用PSL的基于断言的验证

基于断言的验证方法被认为是在硬件设计验证方面的一次重大的方法学的变革。它能有效地提高验证工作的质量和效率。而性质描述语言(PSL)就是使用断言来表达要验证的性质,并且该语言已经被批准为IEEE标准。在简要介绍性质描述语言PSL的基础上,结合数字交叉连接芯片的实际设计验证工作,采用在Mentor Graphics公司出品的仿真软件ModelSim6.0,用PSL语言表述断言和验证命令,说明在设计中嵌入用断言表述的设计特性,通过这些特性来进行验证仿真工作。实验结果表明,用性质描述语言来辅助验证工作,是一个有效可行的方法。

通用SPI Flash控制器的设计与验证

为提高X处理器的可靠性、节省其芯片管脚及功耗,以串行外设接口(SPI)Flash作为程序加载存储器,设计一款通用的SPI Flash控制器,给出其组成结构及具体实现方法。采用基于属性描述语言(PSL)的断言检查对该控制器进行功能验证,以降低验证复杂度、提高验证速度和质量。实验结果证明,其功能覆盖率达到了100%。

面向SOC芯片的跨时钟域设计和验证

随着高性能、低功耗芯片的发展,多时钟域和跨时钟域(Clock Domain Crossing,CDC)设计越来越多,CDC设计和验证越来越重要。阐述了5种常用的同步器设计模板。验证方法提出了层次化的验证流程:结构化检查,基于断言的验证(assertion-based verification,ABV),对关键模块进行形式化验证。CDC设计应用于研发的一款65nm工艺SOC芯片(最高主频1GHz、10个时钟域设计、多种工作模式),该芯片已流片回来。经测试,芯片的功能正确,说明设计和验证方法是完备的。

覆盖率驱动的芯片功能验证设计与实现

随着芯片集成度的发展,芯片性能越来越高,而上市时间越来越短,芯片验证在芯片设计中非常关键并贯穿于整个设计过程,验证的效率和质量直接决定着芯片的成败。提出了基于覆盖率驱动的芯片功能验证方法,定义了基于功能点覆盖率驱动的验证流程,利用PSL语言描述断言检查很有效,通过模拟工具检查断言是否成功,从而判断设计是否满足系统的功能要求。在网络接口芯片实际应用中,有效地降低了验证工作的复杂度,同时提高了验证的速度和质量。利用功能覆盖率数据判断测试激励的正确性和完整性,同时用覆盖率数据定量评价验证进程,提高了整个设计的效率。

带有时钟变量的线性时序逻辑与实时系统验证

为了描述实时系统的性质和行为,10多年来,各种不同的时序逻辑,如Timed Computation Tree Logic,Metric Interval Temporal Logic和Real-Time Temporal Logic等相继提出来.这些时序逻辑适于表示实时系统的性质和规范,但不适于表示实时系统的实现模型.这样,在基于时序逻辑的实时系统的研究中,系统的性质和实现通常是用两种不同的语言来表示的.定义了一个带有时钟变量的线性时序逻辑(linear temporal logic with clocks,简称LTLC).它是由Manna和Pnueli提出的线性时序逻辑在实时情况下的一个推广.LTLC既能表示实时系统的性质,又能很方便地表示实时系统的实现.它能在统一的语义框架中表示出从高级的需求规范到低级的实现模型之间的不同抽象层次上的系统描述,并且能用逻辑蕴涵来表示不同抽象层次的系统描述之间的语义一致性.LTLC的这个特点将有助于实时系统的性质验证和实时系统的逐步求精.

属性说明语言在基于断言的硬件验证中的应用

EDA界的标准化组织Accellera最近确定IBM的sugar语言为标准的属性说明语言,可以用于基于断言验证技术的设计属性说明。文章首先介绍了基于断言验证的基本概念和属性说明语言PSL的用途和属性定义。然后给出了用PSL实现基于断言的硬件验证方法。用一个实例说明了怎样用PSL语言实现基于断言的验证。

用于制造系统过程集成的一种规范语言

随着制造系统信息复杂性的不断增长 ,NIST提出并研究了过程规范语言 (PSL) ,专门用于复杂制造过程的信息建模和支持过程集成。PSL目前还处于研究试验阶段 。

片上系统的模型检验

片上系统(SoC)的验证是一个比较复杂的问题,仅靠模拟仿真无法保证SoC设计的正确。形式化方法是利用数学推理的方法来证明其正确,是对SoC设计进行验证的一条重要途径。模型检验技术是一种完全自动化的形式化方法,针对模型检验技术,讨论了在SoC验证中的应用,指出在SoC设计中,只有把模拟仿真与形式化、半形式化的方法结合起来,才能更好的对SoC进行验证。

基于性质描述语言的硬件验证

性质描述语言（Property Specification Language）为描述硬件设计的属性提供了一种标准语言,基于断言的验证方法为硬件的设计和验证提出了一种新的很具有优势的验证方法。用性质描述语言作为断言的验证方法中描述断言的语言,使得断言能够被语法精简、语义严格清晰地描述出来。通过对先进先出队列存储器的设计和断言的描述,以及对断言的验证结果的描述,给出了如何利用性质描述语言写断言的一般方法,然后再进行模拟仿真,找出使断言失败的原因,以便找出设计的错误,并验证了本方法在硬件验证中的有效性。

用属性说明语言验证硬件电路

过去对系统的设计要求说明都是采用自然语言,这种说明形式是比较含糊的,并且缺乏标准的机器可执行代码而无法进行验证。然而属性说明语言是一种易于读写、语法精简、语义严格清晰、表达能力强大、机器可执行的硬件设计属性说明语言。本文首先介绍了属性说明语言的属性定义,然后说明了用属性说明语言实现硬件电路验证的方法。通过实践证明,用属性说明语言验证硬件电路是非常有效的验证方法。

硬件电路的属性说明语言

传统的对系统功能规范说明都是采用自然语言,这种说明形式一般都是比较含糊的,并且由于缺乏标准的机器可执行代码而无法进行验证。本文介绍的属性说明语言(PSL)是一种易于读写、语法精简、语义严格清晰、表达能力强大、机器可执行的标准硬件设计属性说明语言。并对他在M ode ls im SE 6.0仿真工具中的使用做了具体的介绍。

R2GPipe:一种从关系到属性图的声明式数据管道

为充分利用新兴图系统探索关系数据库中实体或对象之间的隐式互联结构,将关系数据转换为图数据,设计并实现一个数据管道工具R2GPipe。给出一种简洁的声明式领域特定语言,指定关系元素和图元素之间的对应关系。用户根据分析需求以声明式的方法使用R2G映射语言编写从关系到属性图的映射。R2GPipe通过解析R2G映射语言,生成向源系统和目标系统发送的代码。应用数据集TPC-H进行案例研究,将关系数据建模为图数据,以测试R2GPipe的扩展性,结果表明,随着转换数据规模的增加,R2GPipe的整体运行时间呈线性增长。