Vollständige funktionale Verifikation

Complete Functional Verification

  • Diese Arbeit beschreibt einen in der Praxis bereits vielfach erprobten, besonders leistungsfähigen Ansatz zur Verifikation digitaler Schaltungsentwürfe. Der Ansatz ist im Hinblick auf die Schaltungsqualität nach der Verifikation, als auch in Bezug auf den Verifikationsaufwand der simulationsbasierten Schaltungsverifikation deutlich überlegen. Die Arbeit überträgt zunächst das Paradigma der transaktionsbasierten Verifikation aus der Simulation in die formale Verifikation. Ein Ergebnis dieser Übertragung ist eine bestimmte Form von formalen Eigenschaften, die Operationseigenschaften genannt werden. Schaltungen werden mit Operationseigenschaften untersucht durch Interval Property Checking, einer be-sonders leistungsfähigen SAT-basierten funktionalen Verifikation. Dadurch können Schaltungen untersucht werden, die sonst als zu komplex für formale Verifikation gelten. Ferner beschreibt diese Arbeit ein für Mengen von Operationseigenschaften geeignetes Werkzeug, das alle Verifikationslücken aufdeckt, komplexitätsmäßig mit den Fähigkeiten der IPC-basierten Schaltungsuntersuchung Schritt hält und als Vollständigkeitprüfer bezeichnet wird. Die Methodik der Operationseigenschaften und die Technologie des IPC-basierten Eigenschaftsprüfers und des Vollständigkeitsprüfers gehen eine vorteilhafte Symbiose zum Vorteil der funktionalen Verifikation digitaler Schaltungen ein. Darauf aufbauend wird ein Verfahren zur lückenlosen Überprüfung der Verschaltung derartig verifizierter Module entwickelt, das aus den Theorien zur Modellierung digitaler Systeme abgeleitet ist. Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz hat in vielen kommerziellen Anwendungsprojekten unter Beweis gestellt, dass er den Namen "vollständige funktionale Verifikation" zu Recht trägt, weil in diesen Anwendungsprojekten nach dem Erreichen eines durch die Vollständigkeitsprüfung wohldefinierten Abschlusses keine Fehler mehr gefunden wurden. Der Ansatz wird von OneSpin Solutions GmbH unter dem Namen "Operation Based Verification" und "Gap Free Verification" vermarktet.
  • The dissertation describes a practically proven, particularly efficient approach for the verification of digital circuit designs. The approach outperforms simulation based verification wrt. final circuit quality as well as wrt. required verification effort. In the dissertation, the paradigm of transaction based verification is ported from simulation to formal verification. One consequence is a particular format of formal properties, called operation properties. Circuit descriptions are verified by proof of operation properties with Interval Property Checking (IPC), a particularly strong SAT based formal verification algorithm. Furtheron, a completeness checker is presented that identifies all verification gaps in sets of operation properties. This completeness checker can handle the large operation properties that arise, if this approach is applied to realistic circuits. The methodology of operation properties, Interval Property Checking, and the completeness checker form a symbiosis that is of particular benefit to the verification of digital circuit designs. On top of this symbiosis an approach to completely verify the interaction of completely verified modules has been developed by adaptation of the modelling theories of digital systems. The approach presented in the dissertation has proven in multiple commercial application projects that it indeed completely verifies modules. After reaching a termination criterion that is well defined by completeness checking, no further bugs were found in the verified modules. The approach is marketed by OneSpin Solutions GmbH, Munich, under the names "Operation Based Verification" and "Gap Free Verification".

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Metadaten
Author:Jörg Bormann
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-23565
Advisor:Wolfgang Kunz
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Year of Completion:2009
Year of Publication:2009
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2009/06/08
Tag:Operationen; Transaktionen
operations; transactions
GND-Keyword:Digitale integrierte Schaltung; Formale Beschreibungstechnik ; Formale Methode ; Hardwareverifikation ; Überdeckung
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
DDC-Cassification:620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten

$Rev: 12793 $