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形式化验证编码技术(中文)

形式化验证编码技术关注如何高效编写断言、假设与覆盖属性,提升验证工具的分析效率与结果可解释性。内容涵盖属性类型划分、自然语言到形式语言的转化方法、属性结构优化、辅助代码设计、以及高性能建模策略。通过合理拆解行为、避免常见误用结构、构建具备模块性与可复用性的断言框架,可显著提升验证收敛速度与可维护性,支撑大规模设计验证中的可扩展性与精度需求。

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Chinese

Last updated July 2025

Resource:  Formal Verification Coding Techniques (Chinese) 形式化验证编码技术(中文)


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  • 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。

资源内容大纲

1. 形式化属性的类型
2. 断言
3. 覆盖
4. 假设
5. 高效与低效的断言对比
6. 编写不当的断言所带来的影响
7. 在模拟和形式验证中复用断言
8. 低效断言如何影响形式验证
9. 高效断言的考量
10. 简化属性 REQ_ACK_valid
11. 简化属性 – PULSE_LEVEL_valid
12. 简化属性 – VALID_high_DATA_stable
13. 简化属性 – ADDR_stable
14. 从自然语言开始编写属性
15. 分而治之的断言策略
16. 形式验证中的辅助代码
17. 平衡辅助代码和断言
18. 形式验证中应避免的断言结构
19. 推荐的断言编码风格一
20. 推荐的断言编码风格二
21. 推荐的属性建模一
22. 推荐的属性建模二
23. 高效属性建模指南

介绍

形式化验证中的属性建模对工具的执行效率与验证质量有直接影响。属性编写结构是否清晰、表达是否精炼,将决定验证是否能够顺利收敛。属性的类型主要分为三类:断言、假设与覆盖。断言用于验证设计应遵守的行为,假设用于约束外部环境的激励范围,而覆盖则用以探索特定行为是否可能发生。合理划分并单独管理这三种属性,有助于避免分析冲突或过度约束,从而提升验证策略的健壮性与工具兼容性。

高效的属性建模依赖对自然语言需求的准确抽象。从设计规格中提取关键行为,转化为最小、独立、可验证的属性块,是提升验证精度与效率的核心方法。例如,将复杂的握手协议拆解为多个独立验证点,再通过模块组合实现整体覆盖,可降低工具在状态空间搜索时的负担。属性的层次设计应配合模块结构组织,保持行为聚焦、作用明确,并支持快速定位验证瓶颈。

辅助代码的设计对形式验证平台的可维护性起关键作用。借助辅助信号和包裹模块,可封装复杂交互行为或状态转移逻辑,使断言表述更直观、重用性更强。例如,在多周期握手协议中引入阶段信号或超时指示,可以大幅简化属性表达。但辅助结构应遵循“透明支持”原则,不能遮蔽验证目标或引入不必要的路径依赖。保持辅助代码与核心属性语义解耦,是构建清晰、可追溯验证环境的重要手段。

在断言结构选择上,需避免形式分析性能低下的表达方式。例如,链式多层条件嵌套、模糊的触发条件、冗余的反复表达,都会导致工具路径爆炸、分析时间成倍增长。高效属性建模应明确激励触发点、界定时序窗口、限定状态空间。例如,使用明确的时钟边沿触发、带界限的时间窗检查、及明确定义的初始化条件,可显著提升分析引擎的预测性和资源利用率。

编码风格的一致性直接影响验证系统的可维护性与复用效率。统一的信号命名规则、模块化的属性组织结构、参数化的断言模板设计,能够大幅降低属性重构与交叉验证的成本。配合项目规范建立属性库,并与模拟环境共享结构与逻辑定义,可实现仿真与形式验证的无缝融合。最终构建一个以高效建模为核心、工具友好为基础、可维护性为导向的形式验证体系,实现快速收敛、高覆盖率、清晰可解释的验证目标。

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