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數(shù)字驗(yàn)證中Formal Verification在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用以及前景如何?

數(shù)字芯片實(shí)驗(yàn)室 ? 來(lái)源:數(shù)字芯片實(shí)驗(yàn)室 ? 2023-06-26 16:38 ? 次閱讀
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老規(guī)矩,先說(shuō)結(jié)論:前(錢(qián))途并不明朗。

如果一個(gè)DV熟悉simulation驗(yàn)證,即使他不會(huì)formal也不會(huì)影響他找到一份不錯(cuò)的工作。如果一個(gè)DV在熟悉simulation驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,又會(huì)formal驗(yàn)證,那他會(huì)獲得不錯(cuò)的加分項(xiàng),但這還并不足以讓他和前者拉開(kāi)決定性的差距。

如果一個(gè)DV只會(huì)formal驗(yàn)證,那他在大部分公司大概率很難拿到offer,甚至都不會(huì)進(jìn)入到面試環(huán)節(jié)。

以下是論證環(huán)節(jié),我們以synopsys家的FPV(連接性檢查之類的,本質(zhì)上都系屬FPV的范疇)和DPV兩款formal工具為例。

formal可以對(duì)DUT進(jìn)行全空間輸入的檢查(但也別高興的太早,很多時(shí)候需要assume中把很多違規(guī)的激勵(lì)場(chǎng)景排除在外,這部分工作可不小),這一點(diǎn)是simulation所不能及的,在多輸入組合,小數(shù)據(jù)深度的RTL驗(yàn)證中,使用formal無(wú)疑是性價(jià)比最高的。

但是對(duì)大型DUT而言...目前server的算力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到能支持使用foraml的地步,不知哪位大神可以用NVIDIA家的H100優(yōu)化各個(gè)engine的計(jì)算...屆時(shí)看看加速效果如何...

所以,formal的定位就比較尷尬了,在大部分的block level 驗(yàn)證根本使不上勁,曾經(jīng)嘗試過(guò)用FPV對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)深度大約200個(gè)cycle的DUT做形式化驗(yàn)證,結(jié)果跑了30多小時(shí),一個(gè)property都沒(méi)證明出來(lái),整得我直接吐了。

這種中型規(guī)模的RTL如果用simulation,妥妥的一分鐘能跑十幾個(gè)sanity case,所以性價(jià)比實(shí)在太低。尤其是碰到帶memory的設(shè)計(jì),用formal簡(jiǎn)直就是噩夢(mèng)(不過(guò)工具好像可以替換掉memory的邏輯,你也可以dummy掉data payload,但控制邏輯的data path同樣不短)。

Formal的風(fēng)險(xiǎn)

formal看上去高大上,但其實(shí)就是用另一種方式讓你把RTL又給寫(xiě)了一遍...本質(zhì)上是在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),這個(gè)過(guò)程很燒腦的,而且性價(jià)比并不高。

simulation在做sign off review的時(shí)候,可以列出功能點(diǎn),驗(yàn)證計(jì)劃,testcase list,coverage這種比較硬核的指標(biāo),但如果是用formal,DE那邊除了coverage可以看以外,他會(huì)覺(jué)得你是不是偷偷把RTL又抄了一遍,這種review的risk是非常高的...

formal蛋疼的點(diǎn)在于,它的檢查是需要精確到cycle base的,這就意味著expected dat的產(chǎn)生同樣需要精確到和dut同一個(gè)cycle,你需要對(duì)RTL的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了如指掌!......用simulation做ref的時(shí)候大部分情況只要能保證數(shù)據(jù)完整性就行。所以你可能不是在寫(xiě)ref,你真的在實(shí)現(xiàn)RTL??!奧,你可以說(shuō),你用的不是FPV,而且DPV,你的model不是用sv寫(xiě)的,用的c++,但同學(xué),你在TCL里面同樣需要完成數(shù)據(jù)對(duì)齊的工作?。√硬坏舻难?!而且,這尼瑪更恐怖。

看到這里明白了吧,formal難以大規(guī)模推廣的難度在于,這東西對(duì)DV owner的要求太高了,而且限制條件太多,使用它的投入產(chǎn)出比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于simulation驗(yàn)證,所以u(píng)vm的培訓(xùn)班到處都有,但formal的培訓(xùn)班有幾個(gè)人見(jiàn)到過(guò)?

Formal的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)然了,formal在有些情況下,確實(shí)可以事半功倍,比如在soc上做同步邏輯之間的連接性檢查,比如做仲裁,多路選擇,或者cache controller的驗(yàn)證,亦或是對(duì)于計(jì)算單元的驗(yàn)證,以及設(shè)計(jì)的一致性檢查,formal這種類似于數(shù)學(xué)證明式的效率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于simulation驗(yàn)證的,但也僅此而已了。

simulation也好,formal也罷,歸根結(jié)底都是工具,是手段,需要根據(jù)不同的場(chǎng)景做選擇。只是目前來(lái)看在大多數(shù)情況下,formal并沒(méi)有絕對(duì)的,不可替代的作用,只能作為simulation的有效補(bǔ)充,提升整體驗(yàn)證的效率,所以我當(dāng)時(shí)對(duì)它的印象就是《神雕》中公孫家的閉穴神功,難練易破,不練也罷。

最后,在國(guó)內(nèi)專職做formal enginee的機(jī)會(huì)可能只有AMD或者NVIDIA有(初創(chuàng)的幾家做處理器芯片的公司可能也會(huì)用formal,但是不是專職的不清楚),海思有沒(méi)有我不太清楚,可以說(shuō)國(guó)內(nèi)目前95%以上的公司根本用不到formal,是小眾到不能再小眾的領(lǐng)域了。

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原文標(biāo)題:數(shù)字驗(yàn)證中Formal Verification在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用以及前景如何?

文章出處:【微信號(hào):數(shù)字芯片實(shí)驗(yàn)室,微信公眾號(hào):數(shù)字芯片實(shí)驗(yàn)室】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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