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什么是等效检查 ?

新思科技 编辑部

2020年10月9日 / 阅读时间 3 分钟

定义

等效检查 是“形式验证”这一更广泛学科的一个分支。该技术利用数学建模技术,证明设计的两种表示形式具有相同的行为。这种方法不应与功能验证相混淆,后者通过穷举仿真来验证设计的正确性 。

一旦确定了设计的已验证版本,即可使用等效检查 来判断该设计的另一种表示形式是否与已验证版本的行为一致。该技术不使用输入向量,因此效率更高。

等效检查 这有助于验证在经过综合等操作后,或者在应用了功能性工程变更(ECO)后,设计的功能是否保持不变。

等效检查 是如何运作的?

等效检查 包含三个基本步骤:

  1. 设置
  2. 映射
  3. 比较

设置阶段的输入包括经过验证的参考设计、库元素以及修订后的设计。在此步骤中,系统将读取这些输入并创建数据结构,以便后续步骤的进行。

在映射过程中,会将设计的关键点进行映射和比较。通常使用逻辑锥来组织比较点。逻辑锥是一个驱动比较点的组合逻辑模块。逻辑锥的输入包括寄存器输出引脚、主输入端口和黑盒输出引脚。比较点包括寄存器、主输出端口和黑盒输入引脚。

在“比较”过程中,系统会检查映射的关键点,以确定它们是等效、非等效还是反向等效。对于返回结果不明确的设计部分,可以投入更多精力重新运行以解决问题。

下图说明了该过程:

功能性ECO 图1 | 新思科技

Why Equivalence Checking is Important?

在任何典型的复杂SoC设计中,设计流程中都有许多工具会对设计进行处理。除了逻辑综合外,还有功耗优化 步骤、可测试性插入以及功能性ECO,用于解决设计问题或处理设计变更。

所有这些步骤都可能导致设计行为发生细微变化,而这些变化可能在仿真中被忽略,因为仿真的完整性取决于驱动它的测试平台。由于等效检查 基于无向量形式化证明方法,该技术能够捕获在此过程中引入的各种错误。这大大提高了对最终结果的信心。

等效检查 有哪些优势?

等效检查 为任何设计流程提供了强有力的补充。通过应用形式化方法来验证设计的一致性,能够深入了解设计结果的质量,且这种了解并不依赖于测试平台的完整性。具体优势包括:

  • 效率更高。对速度较慢的门级仿真的依赖程度更低。
  • 信心更足。不必担心工具链或工程变更订单(ECOs)会引入细微的错误。
  • 更高质量。该技术可重点 设计中质量较差的RTL编码。
  • 可预测性更高。漏检缺陷的可能性更小。

逻辑等效检查 与Sequence的对比等效检查

逻辑等价性检查(等效检查 ,简称LEC)通过分析设计的组合结构,来判断两种替代实现方案的结构是否会表现出相同的行为。如果对设计应用了重新定时等操作,则设计结构将不再map between the two representations。

序列等效性检查(SEC)会考虑时序因素,并在多个时钟周期内检查两个设计表示之间的等效性。

等效检查 和 新思科技

新思科技 提供 Formality 等效检查 该方法利用形式化和静态分析技术,用于判断同一设计的两个版本在功能上是否等价。

新思科技 Formality 图 | 新思科技

新思科技 还提供 VC Formal,该解决方案包含一套全面的形式化应用程序(Apps),包括属性验证(属性验证(FPV) )、自动提取属性(AEP)、覆盖率分析器(形式覆盖率分析器 )、连接性检查(CC) , 顺序等效检查 (时序电路等价验证(SEQ) )、寄存器验证(FRV)、X传播验证(FXP)、测试平台 分析器(FTA)、回归测试 模式加速器(RMA)、数据路径 、验证 (DPV)、功能安全 (FuSa) ,以及用于验证标准 和总线 协议的一系列断言IP(AIP)。

最后, 新思科技 提供了ESP,这是一款基于符号仿真的定制设计形式验证工具(等效检查 )。ESP是一种形式验证工具(等效检查 ),通常用于对嵌入式存储器、定制宏、标准 单元以及I/O单元库等定制设计进行全面的功能验证。它用于确保两个设计表示在功能上等价。这些设计可以表示为Verilog 行为模型、RTL、门级、开关,或SPICE 或.db格式的网表 视图。

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