基于SoC的信号跨时钟域传输验证方法研究

在SoC信号跨时钟域传输时,有可能会产生亚稳态等问题。到目前为止,对信号跨时钟域传输还没有一套完整且通用的验证方法。因此,在传统SoC设计和验证仿真工具的基础上,形成了关于信号跨时钟域传输的一整套验证方法。其中包括CDC结构分析、基于断言的CDC协议验证、亚稳态注入分析三部分。通过此套方法可以在设计初期发现设计中的缺陷,提高设计的可靠性。     

基于事务断言验证及SDH芯片验证平台

提出了基于事务断言验证技术,用属性说明语言(Property Specification Language,PSL)描述系统的属性,用事务进行系统的验证,通过编程语言接口机理和工具控制语言来控制验证中PSL断言的状态,使得基于PSL的断言验证可以事务的形式灵活地应用。采用该技术建立了同步数字体系(Synchronous Digitial Hierarchy,SDH)验证平台,验证了超过100万门交换芯片的功能,实践表明,该方法极大的提高了验证覆盖率和验证效率。     

信号跨时钟域问题分析及验证方法研究

航天用FPGA设计复杂度越来越高,其表现之一就是设计中存在多个时钟域,当信号从一个时钟域进入另一个时钟域,即不同时钟域之间发生数据交互时,就会带来信号跨时钟域产生的亚稳态问题(CDC问题)。亚稳态问题虽普遍存在,但依靠传统的验证手段即功能仿真或者时序仿真是很难定位的,提出一种分层次、多模式的跨时钟域验证方法,为跨时钟域问题分析确认提供强有力的参考。     

多时钟系统下跨时钟域同步电路的设计

针对当前SOC内部时钟越来越复杂、接口越来越多以及亚稳态、漏信号等常见的各种问题,分析了以往的优化方法的优缺点,然后从电路的角度出发,提出了一种新的SOC跨时钟域同步电路设计的方法。这种方法电路简单,可靠性高,通过仿真实验和实测实验验证,能够在多时钟系统中适应最小输入脉宽、不漏信号、避免误触发和多触发,且很好地解决了亚稳态等问题。     

基于OCP的轻量级多主从跨时钟域片上总线设计

开放芯核协议（Open Core Protocol,OCP）总线可被应用于将IP核功能与接口解耦,实现IP核的即插即用。针对OCP连接到异步时钟域时的同步问题,改进设计了轻量化的同步接口,在同步化控制信息的同时降低了跨时钟域缓存数据导致的硬件消耗。为解决点到点的OCP总线的扩展性不足的缺陷,将设计的跨时钟域OCP总线部署于共享总线互联的高级高性能总线（AMBA High-performance Bus,AHB）,实现了多主从多时钟域传输。仿真和验证表明,设计的改进跨时钟域OCP-AHB总线可以正确传输数据,可用于其他工作的快速部署。     

片上网络跨时钟域的高速数据通信接口设计

为了解决跨时钟域问题对基于片上网络的高速数据传输造成的功能误差,提出了一种新的片上网络跨时钟域高速数据通信接口电路.针对采用多电压频率岛分配方案的异步片上网络,将多路选择器模块和基于令牌环的环形异步FIFO相结合构成跨时钟域高速数据通信接口电路.实验结果表明,该算法及电路设计能够有效减小亚稳态的影响,增加片上网络系统数据传输的吞吐率,满足用于视频采集和处理系统的片上网络对大数据量和高速度数据码流进行实时传输的需求.     

面向服务的企业应用集成系统描述与验证

在对当前面向服务体系架构(service-oriented architecture,简称SOA)研究的基础上,给出了一个以企业服务总线(enterprise service bus,简称ESB)为中心的面向服务软件体系架构参考模型(SOA reference model,简称SOARM),是集Petri网和时序逻辑于一体的形式化SOA分析、验证和确认方法.基于以客户为中心的面向服务架构设计理念,即根据用户提出系统规范/需求,服务提供者提供服务或组合服务来满足服务消费者,服务接口和ESB作为实现面向服务架构的关键部分.虚拟计算环境下,服务语义的一致性验证是十分必要的,SOARM采用新的模式:通过Petri网为服务的行为建模,时序逻辑来描述服务语义一致性约束,综合运用分而治之的精炼检测思想和SOA模型检测合成方法,通过对这些子服务性质的检验来验证整个系统的规范.用商业银行综合前置系统说明了如何使用这种方法来实现面向服务的设计.     

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%。     

存储系统功能验证方法浅析

IC日益增长的设计复杂性和在时间、代价方面的需求,使得验证工作很重要却又困难重重。传统的简单验证方法和手段已不能满足 要求,采用新的验证方法势在必行。以存储系统功能性的验证为例,介绍了目前流行的先进的验证方法.包括ABV(Assertion-based verification)和TBV(Transaction-based verification)。对ASIC芯片的一般功能验证流程也作了较为详尽的分析。     

用LTL模型检验的方法验证SpaceWire检错机制

SpaceWire是应用于航空航天领域的高速通信总线协议,对SpaceWire设计正确性与可靠性要求极高,由于传统的验证方法,存在不完备性等缺陷,对SpaceWire的严格验证一直是备受关注的问题之一。模型检验以其验证的完备性得到设计人员的重视。提出用线性时态逻辑（LTL）模型检验的方法验证SpaceWire系统的检错机制。在检错模块中,该方法与用分支时态逻辑（CTL）验证方法相比,BDD分配数和状态数明显减少,提高了验证效率,还验证了错误优先级;对检错模块处理的五种错误的发生进行验证,验证结果均为正确。该方法实现了对检错机制的完备性验证。     

A Formal Verification Environment for Railway Signaling System Design

A fundamental problem in the design and development of embedded control systems is the verification of safety requirements. Formal methods, offering a mathematical way to specify and analyze the behavior of a system, together with the related support tools can successfully be applied in the formal proof that a system is safe. However, the complexity of real systems is such that automated tools often fail to formally validate such systems.This paper outlines an experience on formal specification and verification carried out in a pilot project aiming at the validation of a railway computer based interlocking system. Both the specification and the verification phases were carried out in the JACK (Just Another Concurrency Kit) integrated environment. The formal specification of the system was done by means of process algebra terms. The formal verification of the safety requirements was done first by giving a logical specification of such safety requirements, and then by means of model checking algorithms. Abstraction techniques were defined to make the problem of safety requirements validation tractable by the JACK environment.     

基于RSL的协议形式化描述与验证方法

讨论使用RAISE规范语言（RSL）描述6种协议元素的方法。在RSL描述的基础上,借助操作符的运算规则、并行扩展规则和同步会合事件隐藏规则,对协议的相关性质进行验证,以一个简化的停止等待协议规范的描述和验证实例证明,与其他形式化方法相比,RSL表现出较强的描述能力。     

使用形式化验证方法进行流水线验证

随着流水线技术的广泛应用,流水线设计的验证问题也越来越受到业界的关注.本文提出的方法作为自上而下验证方法的一部分,可以在指令级对流水线设计的正确性进行检验.本文从控制逻辑的角度对流水线的行为进行分析,通过为控制逻辑建立FSM表示,以及采用NuSMV作为验证工具,达到对流水线的自动验证.这种方法的优势在于是以流水段为单位进行检验,这种局部验证的方法不但可以降低建模和检验的复杂度,还可以极大地缩短验证时间.     

在形式验证和ATPG中的布尔可满足性问题

介绍布尔可满足性(SAT)求解程序在测试向量自动生成、符号模型检查、组合等价性检查和RTL电路设计验证等电子设计自动化领域中的应用．着重阐述如何在算法中有机地结合电路拓扑结构及其与特定应用相关的信息，以便提高问题求解效率．最后给出下一步可能的研究方向。     

进程调度模型的Spin验证分析与改进

Spin不仅可以用于通信协议的正确性验证,也可以对其进行有效的安全性分析.对用Promela语言描述的进程调度模型进行分析研究,并对其存在的不足加以改进.增加了LTL式描述,用spin进行模型检测验证,使用Xspin得到了反例状态迁移轨迹图.     

一个用于指针程序验证的自动定理证明器的设计与实现

对高可信软件需求的增加使得指针程序的验证成为近期的研究热点.指针逻辑作为Hoare逻辑的扩展,可以对指针程序进行精确的分析.介绍一个针对指针逻辑的自动定理证明器的设计和实现,描述了一些算法.实验结果表明,该定理证明器可以完全自动的证明用类C语言编写的关于单链表,双链表和二叉树的指针程序的验证条件,并生成机器可检查的证明.     

基于抽象和组合方法的网络协议验证

由于模型检测存在状态爆炸问题,多主体的网络协议组合模型检测往往难以进行。为了缓解该问题,分析了通信主体数量增加对状态数量的影响,提出了组合式的抽象验证方法。首先根据所需验证的LTL性质,建立各个通信主体的Kripke结构,再对该Kripke结构进行抽象;然后组合抽象模型;最后运用Spin对组合抽象模型进行检验。为验证该方法的有效性,对NSPK协议进行了检测,结果表明,该方法所需的状态空间向量长度、搜索深度、存贮和遍历的状态数都有明显减少,有利于缓解状态爆炸问题。