14、异步电路中窥孔优化的形式验证

异步电路中窥孔优化的形式验证

1. 引言

随着集成电路复杂度的急剧增加，在设计流程早期就确保正确性变得至关重要，而不是等到设计完成后再进行测试。目前，仿真被广泛用于保证设计的正确性，但它通常只能覆盖系统行为的一小部分，尤其是对于异步电路，需要考虑信号转换的多种交织情况。相比之下，形式验证可以检查系统在所有可能信号交织下的正确性。

为了缓解细化检查中的状态爆炸问题，可以采用一些结构化验证方法，如层次化验证和假设 - 保证推理。层次化验证通过在不同抽象层次描述电路，只检查相邻层次之间的细化关系，若相邻层次的验证任务涉及的组件少于整体验证任务，则可降低计算成本。假设 - 保证推理则是一种类似归纳的论证，用于打破系统中组件相互依赖的循环性。

然而，对于模块化较差的系统，层次化验证中难以找到合适的组件抽象。例如，数字电路中的窥孔优化常常会在优化子模块和系统其余部分之间引入额外的依赖关系，使得难以获得适用于层次化验证的抽象。因此，本文提出了将假设 - 保证和层次化验证规则应用于窥孔优化验证的技术，使用相对定时约束作为优化假设，通过验证优化前的电路和优化前后电路的局部替换来验证窥孔优化后的电路。

2. 预备知识

2.1 进程空间

进程空间是一种通用的并发理论，由执行类型参数化。系统通过其可能的执行来表示，执行可以是事件序列、时间函数等，本文中执行采用轨迹（事件序列）。

设 $E$ 是所有可能执行的集合，进程 $p$ 是 $E$ 的子集对 $(X, Y)$，满足 $X \cup Y = E$。进程表示从设备角度看设备与其环境之间的契约。$X \cap Y$ 中的执行称为目标（$g_p$），对设备和环境都是合法