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DFKI-Wissenschaftler Dr. Daniel Große und Muhammad Hassan mit Best Paper Award für innovativen Ansatz in der Verifikationsmethodik ausgezeichnet
Elektronische Systeme werden immer komplexer und bestehen meist aus digitalen und analogen Komponenten. Der Aufwand für die Verifikation solcher Systeme ist jedoch kaum zu beherrschen. In Ihrer Publikation mit dem Titel „Using Constraints for SystemC AMS Design and Verification“ ist es den Wissenschaftlern Dr. Daniel Große und Muhammad Hassan vom Forschungsbereich Cyber-Physical Systems des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI GmbH) – unter Leitung von Prof. Dr. Rolf Drechsler – in Zusammenarbeit mit Thilo Vörtler und Karsten Einwich von der COSEDA Technologies GmbH gelungen, einen Lösungsansatz für dieses Problem aufzuzeigen. Dafür wurden sie jetzt auf der „DVCon Europe 2018“ in München mit dem „Best Paper Award“ ausgezeichnet.
Ziel der Forschungsarbeit ist es, die automatische Verifikation von gemischten analog-digitalen Systemen (Analog-Mixed-Signal(AMS)-Systems) in einer möglichst frühen Entwurfsphase deutlich zu beschleunigen. Hierbei setzen die Wissenschaftler auf die sogenannte Constraint-gesteuerte Zufallssimulation (engl. Constrained Random Verification, CRV), die bereits sehr erfolgreich für die Verifikation rein digitaler Systeme zum Einsatz kommt. Im Gegensatz zu klassischen Methoden, bei denen jeweils ein Szenario zur Überprüfung des erwarteten Systemverhaltens beschrieben wird, lässt sich hierbei mit Hilfe von logischen Bedingungen (Constraints) der gesamte mögliche Eingaberaum beschreiben, so dass eine sehr große Anzahl von Testsequenzen automatisiert generiert und per Simulation überprüft werden kann.
In frühen Entwurfsphasen kommen virtuelle Prototypen zum Einsatz, die eine effiziente Simulation von Anwendungsszenarien des Gesamtsystems erlauben. Das Ziel der Wissenschaftler bestand darin, die Erfolge, die durch die Constraint-gesteuerte Zufallssimulation rein digitaler Systeme möglich sind, auch für heterogene Systeme zu erreichen. Dafür wurde die bereits im Forschungsbereich entwickelte Verifikationsumgebung CRAVE (Advanced Constrained RAndom Verification Environment for SystemC) für die Lösung von analogen Bedingungen erweitert.
Mit Hilfe der entwickelten Methoden, Bibliotheken und Werkzeuge können bei gleichem Beschreibungsaufwand deutlich mehr Testsequenzen mit einer höheren Testabdeckung erzeugt werden. Auf diese Weise lässt sich der Verifikationsaufwand erheblich reduzieren und die korrekte, sichere Funktionsweise hochkomplexer heterogener elektronischer Systeme gewährleisten. Exemplarisch wird der Ablauf anhand eines Schaltungsbeispiels in der Publikation aufgezeigt.
Die Veröffentlichung entstand im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) durch die Förderinitiative KMU-innovativ mit rund 770.000 Euro über drei Jahre geförderten Projekts CONVERS. Darin arbeitet das DFKI mit der COSEDA Technologies GmbH zusammen, die mit Hilfe der im Projekt entwickelten innovativen Verfahren ihr Modellierungswerkzeug COSIDE zu einem Verifikationswerkzeug weiterentwickeln möchte.
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