|
|
Automation of Verification Using Artificial Neural Networks
Fajčík, Martin ; Husár, Adam (referee) ; Zachariášová, Marcela (advisor)
The goal of this thesis is to analyze and to find solutions of optimization problems derived from automation of functional verification of hardware using artificial neural networks. Verification of any integrated circuit (so called Design Under Verification, DUV) using technique called coverage-driven verification and universal verification methodology (UVM) is carried out by sending stimuli inputs into DUV. The verification environment continuously monitors percentual coverage of DUV functionality given by the specification. In current context, coverage stands for measurable property of DUV, like count of verified arithemtic operations or count of executed lines of code. Based on the final coverage, it is possible to determine whether the coverage of DUV is high enough to declare DUV as verified. Otherwise, the input stimuli set needs to change in order to achieve higher coverage. Current trend is to generate this set by technique called constrained-random stimulus generation. We will practice this technique by using pseudorandom program generator (PNG). In this paper, we propose multiple solutions for following two optimization problems. First problem is ongoing modification of PNG constraints in such a way that the DUV can be verified by generated stimuli as quickly as possible. Second one is the problem of seeking the smallest set of stimuli such that this set verifies DUV. The qualities of the proposed solutions are verified on 32-bit application-specific instruction set processors (ASIPs) called Codasip uRISC and Codix Cobalt.
|
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (referee) ; Steininger, Andreas (referee) ; Kotásek, Zdeněk (advisor)
Při vývoji současných číslicových systémů, např. vestavěných systému a počítačového hardware, je nutné hledat postupy, jak zvýšit jejich spolehlivost. Jednou z možností je zvyšování efektivity a rychlosti verifikačních procesů, které se provádějí v raných fázích návrhu. V této dizertační práci se pozornost věnuje verifikačnímu přístupu s názvem funkční verifikace. Je identifikováno několik výzev a problému týkajících se efektivity a rychlosti funkční verifikace a ty jsou následně řešeny v cílech dizertační práce. První cíl se zaměřuje na redukci simulačního času v průběhu verifikace komplexních systémů. Důvodem je, že simulace inherentně paralelního hardwarového systému trvá velmi dlouho v porovnání s během v skutečném hardware. Je proto navrhnuta optimalizační technika, která umisťuje verifikovaný systém do FPGA akcelerátoru, zatím co část verifikačního prostředí stále běží v simulaci. Tímto přemístěním je možné výrazně zredukovat simulační režii. Druhý cíl se zabývá ručně připravovanými verifikačními prostředími, která představují výrazné omezení ve verifikační produktivitě. Tato režie však není nutná, protože většina verifikačních prostředí má velice podobnou strukturu, jelikož využívají komponenty standardních verifikačních metodik. Tyto komponenty se jen upravují s ohledem na verifikovaný systém. Proto druhá optimalizační technika analyzuje popis systému na vyšší úrovni abstrakce a automatizuje tvorbu verifikačních prostředí tím, že je automaticky generuje z tohoto vysoko-úrovňového popisu. Třetí cíl zkoumá, jak je možné docílit úplnost verifikace pomocí inteligentní automatizace. Úplnost verifikace se typicky měří pomocí různých metrik pokrytí a verifikace je ukončena, když je dosažena právě vysoká úroveň pokrytí. Proto je navržena třetí optimalizační technika, která řídí generování vstupů pro verifikovaný systém tak, aby tyto vstupy aktivovali současně co nejvíc bodů pokrytí a aby byla rychlost konvergence k maximálnímu pokrytí co nejvyšší. Jako hlavní optimalizační prostředek se používá genetický algoritmus, který je přizpůsoben pro funkční verifikaci a jeho parametry jsou vyladěny pro tuto doménu. Běží na pozadí verifikačního procesu, analyzuje dosažené pokrytí a na základě toho dynamicky upravuje omezující podmínky pro generátor vstupů. Tyto podmínky jsou reprezentovány pravděpodobnostmi, které určují výběr vhodných hodnot ze vstupní domény. Čtvrtý cíl diskutuje, zda je možné znovu použít vstupy z funkční verifikace pro účely regresního testování a optimalizovat je tak, aby byla rychlost testování co nejvyšší. Ve funkční verifikaci je totiž běžné, že vstupy jsou značně redundantní, jelikož jsou produkovány generátorem. Pro regresní testy ale tato redundance není potřebná a proto může být eliminována. Zároveň je ale nutné dbát na to, aby úroveň pokrytí dosáhnutá optimalizovanou sadou byla stejná, jako u té původní. Čtvrtá optimalizační technika toto reflektuje a opět používá genetický algoritmus jako optimalizační prostředek. Tentokrát ale není integrován do procesu verifikace, ale je použit až po její ukončení. Velmi rychle odstraňuje redundanci z původní sady vstupů a výsledná doba simulace je tak značně optimalizována.
|
|
|
ASIPs Intelligent Testbench Automation
Badáň, Filip ; Hynek, Jiří (referee) ; Zachariášová, Marcela (advisor)
This thesis focuses on the proposal and implementation of intelligent testbench automation for application-specific processors. The main goal of the thesis is to connect UVM verification environment with already designed genetic algorithm and to prepare this verification environment for integration into Codasip Studio development environment. The core of the final solution is modification of UVM components in verification environment and communication between the genetic algorithm and the generator of random test applications.
|
|
|
Order Book Updates Generator
Cienciala, Ondřej ; Zachariášová, Marcela (referee) ; Dvořák, Milan (advisor)
This thesis analyses messages that come from NYSE Arca and ISE exchanges and provides a description of design of stock exchange updates generator which is capable of generating constrained-random messages. It can be used for testing software that handles messages from an electronic stock exchange. Techniques of coverage-driven verification and constrained-random stimulus generation are discussed. Message generation is based on XML template and because of that the generator can be adjusted for various exchanges.
|
|
|
Functional Verification of Processor Execution Units
Valach, Lukáš ; Lengál, Ondřej (referee) ; Masařík, Karel (advisor)
The thesis deals with integration of functional verification into the design cycle of execution units in a hardware-software co-design environment of the Codasip system. The aim of the thesis is to design and implement a verification environment in SystemVerilog in order to verify automatically generated hardware representation of the execution units. In the introduction, advantages and basic methods of functional verification and principles of the Codasip system are discussed. Next chapters describe the process of design and implementation of the verification environment of arithmetic-logic unit as well as the analysis of the results of verification. In the end, a review of accomplished goals and the suggestions for future development of the verification environment are made.
|
|
|
Hardware Accelerated Functional Verification of Processor
Funiak, Martin ; Kajan, Michal (referee) ; Zachariášová, Marcela (advisor)
Functional verification belongs among the current verification approaches. Functional verification checks the correctness of the implementation of the system, due to its specification. The weakness of the functional verification approach is time consumption caused by slow software simulation of implicitly parallel hardware systems. This paper presents a solution for using a hardware accelerated functional verification of the processor. The introductory chapters form the theoretical basis for the following chapters, that include a choice of solutions, an analysis, a design of a verification environment and implementation details. The conclusion includes tests of the final product, evaluation of the results and the future work perspectives.
|
|
|
Feedback Hardware Functional Verification
Santa, Marek ; Kajan, Michal (referee) ; Kořenek, Jan (advisor)
In the development process of digital circuits, it is often not possible to avoid introducing errors into systems that are being developed. Early detection of such errors saves money and time. This project deals with automation of feedback in functional verification of various data processing components. The goal of automatic feedback is not only to shorten the time needed to verify the functionality of a system, but mainly to improve verification coverage of corner cases and thus increase the confidence in the verified system. General functional and formal verification principles and practices are discussed, coverage metrics are presented, limitations of both techniques are mentioned and room for improvement of current status is identified. Design of feedback verification environment using a genetic algorithm is described in detial. The verification results are summarized and evaluated.
|
|
|
Hardware Accelerated Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Kotásek, Zdeněk (referee) ; Kajan, Michal (advisor)
Funkční verifikace je jednou z nejrozšířenějších technik ověřování korektnosti hardwarových systémů podle jejich specifikace. S nárůstem složitosti současných systémů se zvyšují i časové požadavky kladené na funkční verifikaci, a proto je důležité hledat nové techniky urychlení tohoto procesu. Teoretická část této práce popisuje základní principy různých verifikačních technik, jako jsou simulace a testování, funkční verifikace, jakož i formální analýzy a verifikace. Následuje popis tvorby verifikačních prostředí nad hardwarovými komponentami v jazyce SystemVerilog. Část věnující se analýze popisuje požadavky kladené na systém pro akceleraci funkční verifikace, z nichž nejdůležitější jsou možnost jednoduchého spuštění akcelerované verze verifikace a časová ekvivalence akcelerovaného a neakcelerovaného běhu verifikace. Práce dále představuje návrh verifikačního rámce používajícího pro akceleraci běhů verifikace technologii programovatelných hradlových polí se zachováním možnosti spuštění běhu verifikace v uživatelsky přívětivém ladicím prostředí simulátoru. Dle experimentů provedených na prototypové implementaci je dosažené zrychlení úměrné počtu ověřovaných transakcí a komplexnosti verifikovaného systému, přičemž nejvyšší zrychlení dosažené v sadě experimentů je více než 130násobné.
|
|
|
Application of Evolutionary Algorithm in Creation of Regression Tests
Belešová, Michaela ; Kajan, Michal (referee) ; Zachariášová, Marcela (advisor)
This master thesis deals with application of an evolutionary algorithm in the creation of regression tests. In the first section, description of functional verification, verification methodology, regression tests and evolutionary algorithms is provided. In the following section, the evolutionary algorithm, the purpose of which is to achieve reduction of the number of test vectors obtained in the process of functional verification, is proposed. Afterwards, the proposed algorithm is implemented and a set of experiments is evaluated. The results are discussed.
|
|
|
Functional Verification of Robotic System Using UVM
Krajčír, Stanislav ; Čekan, Ondřej (referee) ; Zachariášová, Marcela (advisor)
One of the currently most used approaches for verification of hardware systems is functional verification. This master thesis describes design and implementation of a verification environment using UVM (Universal Verification Methodology) methodology for verifying the correctness of the robot controller in order to eliminate functional errors and faults of its implementation. The theoretical part of the thesis describes the basic information about functional verification, methodologies for creating verification environments, the SystemVerilog language and fault tolerance methodologies. The next part of thesis focuses on the design of the verification environment, its implementation and the creation of tests used to verify the correctness of the robot controller. Results of verification are discussed and evaluated in the conclusion of this work.
|
guest ::
