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课程:

形式化验证介绍(中文)

全面掌握形式验证的关键技术要点

系统介绍形式验证的基本概念、核心技术与应用方法,覆盖从属性建模、复杂度分析到签核交付的完整流程,帮助工程师建立系统认知,掌握在芯片验证中有效应用形式验证的能力。

购买须知

我们的课程大纲会定期更新,以反映该领域的最新进展和最佳实践。对于单独购买且享有终身访问权限的课程或资源,学员可永久访问内容并免费获得更新。对于会员,有效订阅期间可访问所有“会员免费”的精选课程和资源(包括未来的更新)。这样既能确保终身购买的学员,也能让在订阅有效期内的会员,享受到最新、最相关的内容。

Created by EDA Academy

Chinese

Last updated Aug 2025

课程:

形式化验证介绍(中文)

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完成本课程后,你将能够:

  • 使用形式方法进行验证的系统化流程

  • 描述形式化分析相关术语

  • 在形式验证中应用属性检查

  • 具备形式化属性验证的基础知识

  • 识别适合采用形式验证的设计,并理解形式化复杂度问题

  • 提供形式验证的覆盖率度量,以建立对验证结果的信心

  • 具备形式化签核方法学的基础知识

  • 理解不同的形式验证应用使用模型

通过本课程,你可以获得:

  • 4.5 小时沉浸式高质量教学视频:由资深团队精心录制,涵盖核心概念与实战演示,配合循序渐进的讲解与真实案例,让你在短时间内高效吸收知识、立刻上手应用。

  • 8 个模块,25 个讲座:结构化的学习路径,循序渐进掌握核心知识点。

  • 40 道测验题:通过互动测验检验所学内容,巩固理解与记忆。

  • 结业证书:顺利完成课程后可获得由 EDA Academy 颁发的官方结业证书,为你的简历与职业发展增添亮点。

  • 可在手机和电脑上访问:课程可在手机、平板与电脑上随时观看,让你无论在办公室、家中或出行途中,都能轻松学习。

  • 来自 EDA Academy 的持续支持:课程结束后,你依然可以获得我们团队的持续支持,帮助你巩固知识、解决实际问题。

  • 进阶学习规划:为你提供后续学习路径与推荐资源,让你在掌握本课程内容的基础上持续提升技能,拓展职业发展空间。

内容大纲 (免费预览视频)

Module 0: 形式化验证介绍 (Preview)
✓ 形式化验证介绍 (Preview)
✓ 关于本课程 (Preview)
✓ 课程目标 (Preview)
✓ 课程安排 (Preview)
Module 1: 形式验证概述
✓ 形式化技术
  • 什么是形式验证

  • 形式验证的历史背景

  • 形式验证的技术趋势

  • 为什么需要形式验证

  • 形式验证的要求

  • 形式验证的挑战

✓ 形式化工具和能力
  • 形式验证工具供应商

  • 主要供应商工具特性的比较

  • 形式验证能力分级

Module 2: 形式化分析 (Preview)
✓ 形式化模型 (Preview)
  • 编译一个形式化模型

  • 形式化模型概念

✓ 形式化证明
  • 应用证明算法

  • 形式化证明的结果

  • 形式化证明的性能

  • 性能的特点

✓ 形式化设置和调试
  • 形式化工具设置和控制

  • 形式化调试

Module 3: 属性检查
✓ 属性检查
  • 定义属性检查

  • 有属性检查的验证

  • 属性检查的工作流程

  • 属性检查的好处

  • 属性检查指南

✓ 形式化属性
  • 指定属性

  • 可观察性和可控性

  • 形式化属性检查框架

Module 4: 形式化属性验证(FPV)
✓ 形式化属性验证
  • 动态和形式化验证

  • 形式化验证技术因素

✓ 形式化属性验证方法
  • 形式化属性验证(FPV)

  • 形式化属性验证处理流程

  • 形式化属性验证的输入和输出

✓ 形式化属性验证测试平台
  • 创建形式化属性验证测试平台

  • 哪里使用形式化属性验证

Module 5: 形式化复杂度
✓ 形式化复杂度
  • 形式化复杂度的定义

  • 复杂度的测量

  • 属性和复杂度

  • 复杂度的分析

✓ 降低复杂度方法
  • 降低复杂度方法 一

  • 降低复杂度方法 二

  • 降低复杂度方法 三

  • 降低复杂度方法 四

Module 6: 形式化覆盖率
✓ 形式化覆盖率 – 可控性和可观察性、定义、模型
  • 形式化覆盖率 – 可控性和可观察性

  • 形式化覆盖率 – 定义

  • 形式化覆盖率 – 模型

✓ 形式化覆盖率 – 类型、度量、测量、标准
  • 形式化覆盖率 – 类型

  • 形式化覆盖率 – 度量

  • 形式化覆盖率 – 测量

  • 形式化覆盖率 – 标准

Module 7: 形式化签核方法学
✓ 形式化签核 – 实现、挑战与回报、投资回报率 (ROI) 和标准、跟踪、环境
  • 形式化签核 – 实现

  • 形式化签核 – 挑战与回报

  • 形式化签核 – 投资回报率 (ROI) 和标准

  • 形式化签核 – 跟踪

  • 形式化签核 – 环境

✓ 形式化签核流程
  • 形式化签核 – 流程

  • 基于全证明方式形式化签核的流程

  • 基于覆盖率方式形式化签核的流程

Module 8: 形式验证应用
✓ 形式化应用
  • 形式验证应用

  • 形式验证应用常用的类型

✓ 通用设计问题应用
✓ 安全/保险问题应用
✓ 结构性操作问题应用
✓ 断言创建应用

课程要求:

本课程要求具备数字逻辑设计和硬件描述语言(如 Verilog 或 VHDL)的基础知识。熟悉计算机体系结构相关概念也会有所帮助。需要能够使用可联网的计算机。学员应具备完成课程模块与作业的投入和毅力,并对提升形式验证技能抱有浓厚兴趣。

  • 理解数字逻辑设计的基本原理。

  • 熟悉硬件描述语言(例如 Verilog、VHDL)。

  • 具备硬件设计与验证的基础知识。

  • 了解计算机体系结构的相关概念。

  • 对提升形式验证技术能力有浓厚兴趣。

本课程适合:

  • 希望提升验证技能的硬件设计工程师。

  • 对学习形式验证技术感兴趣的验证工程师。

  • 希望拓展对形式方法理解的 FPGA 设计工程师。

  • 正在学习电子工程或计算机科学的学生。

  • 希望在验证领域深耕的半导体行业从业者。

  • 从事先进验证技术研究的科研人员。

  • 负责验证项目管理的技术经理。

  • 有志于进入半导体验证领域的毕业生。

  • 计划从基于仿真的验证转向形式验证的专业人员。

  • 对理解形式验证基本原理感兴趣的任何人。

介绍

形式验证技术的应用范围非常广泛,对工程师的能力要求也较高,尤其是在形式化签核交付中,形式验证工程师与传统模拟验证工程师的工作内容存在明显差异。对于传统模拟验证工程师而言,主要任务是编写测试用例,以验证设计功能的正确性。然而,对于形式验证工程师来说,主要工作是对设计行为进行建模,这要求工程师对设计功能有深入全面的理解。

形式验证工程师需要具备系统性逻辑思维,并能够根据设计规格提取功能特征,建立准确的形式化模型。这不仅需要扎实的设计基础,还要求工程师熟练掌握形式验证工具与算法,将验证问题抽象为数学模型,以完成对设计的功能验证。

本课程作为一门基础性介绍课程,涵盖了当前形式验证领域所有重要的技术点。对于每一个技术点,本课程以概念性介绍为主,帮助学习者建立系统性的知识框架。课程内容中部分问题仅作概念性说明,并未进行深入探讨,后续可根据项目需要结合实际应用进行进一步学习。

通过本课程的学习,工程师可以对形式验证技术有一个全面的初步认识,了解形式验证与传统验证方法的不同,掌握形式验证在验证流程中所处的位置和作用。这将为后续深入学习形式验证的工具使用、算法原理及应用技巧奠定必要的理论基础。

本课程可以作为工程师跨入形式验证领域的阶梯,也为未来将形式验证技术应用到实际项目中,提升验证质量和设计可靠性提供了不可或缺的技术根基。

学习目标

这个课程回答了许多关于形式验证领域的基础性问题,详细解释了形式验证底层技术的基本原理,介绍了当前最新的形式化签核交付方法学,并概述了形式验证技术的发展方向。通过学习这门课程,我们将对形式验证技术有全面的认识,并掌握形式化方法学的基本知识。

1、形式验证需要合理有效地使用,通常需要结合整个验证流程来发挥其最大价值。将形式化方法以系统化的流程应用到验证过程中,是提升验证效率和质量的关键步骤。形式验证技术帮助我们将传统验证方法中无法穷举的部分,通过数学证明的方式实现全覆盖验证,从而在验证流程中发挥重要作用。

2、形式验证的基本原理是通过逻辑推导和数学证明来验证设计功能的正确性。形式化工具会对设计行为进行建模,在编译好的设计模型上,利用遍历穷举算法,逐个Cycle分析属性在可达状态空间中的表现,判断其是否与设计行为一致。这种验证方法可以避免测试用例遗漏场景的问题,确保验证结果的完整性与可靠性。

3、在形式验证过程中,验证的核心对象是属性检查。工程师需要找出适合使用形式验证的设计模块,并根据这些设计模块的规格描述,将功能特征逐条抽象提取出来,使用属性语言将这些特征转换成可验证的属性模型。通过构建基于属性的形式化测试平台,将RTL设计代码与属性进行比对,以验证设计功能是否符合规格要求。

4、随着形式化技术研究的成熟,并达到工业应用所需的复杂程度,我们必须采取措施确保成功实现这一技术迁移。设计方法学需要从模糊的自然语言规格,转变为数学上精确且可验证的形式,形式化属性验证正是实现这种方法学变革的关键。通过形式化属性验证,可以提高对设计空间的理解,增强设计意图的表达,提升验证质量,最终实现更高质量的设计交付。

5、复杂度问题是形式化验证中的重要挑战。在形式化签核交付过程中,用户需要投入大量时间和精力来分析与解决设计的复杂度问题。课程中解释了导致设计复杂度的主要因素,阐述了复杂度与断言属性之间的关系,并介绍了减少形式化验证复杂度影响的方法。掌握复杂度分析与优化技术,是高效完成形式验证任务的重要能力。

6、覆盖率问题是形式化验证中的另一项关键挑战。断言证明结果仅能说明验证功能的正确性,但验证工作的目标不仅是证明正确性,还需要建立对验证完整性的信心。和模拟验证类似,形式化验证也通过覆盖率来检查验证的完整性。不同的是,模拟验证只有激励覆盖率,而形式化验证既有激励覆盖率,也有检查覆盖率,两者相辅相成,确保验证过程的全面性。

7、形式验证由于具有完全证明的特性,可以实现对设计模块功能的完整验证,并可作为最终功能签核交付的方法。形式化签核交付流程主要包括全证明签核交付与覆盖率签核交付两种方式。本课程系统介绍了这两种签核交付方法,帮助学习者掌握形式化签核的流程和标准,并在项目中进行实践应用。

8、形式验证除了签核交付之外,还有许多简单易用的形式化应用。这些开箱即用的工具和功能针对不同验证问题,提供了高效的形式化解决方案,使初学者或缺乏形式验证背景的工程师也能快速高效地解决验证工作中遇到的实际问题。这些应用提升了形式验证的易用性与普及度,拓展了其在验证流程中的应用范围。

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