10、使用PVS进行VHDL描述的等价性证明

使用PVS进行VHDL描述的等价性证明

1. 动态模型

在现代电子设计自动化（EDA）工具中，VHDL（VHSIC硬件描述语言）因其强大的描述能力和广泛的应用场景，成为硬件设计的主流语言之一。然而，随着设计复杂度的增加，确保不同VHDL描述之间的等价性变得尤为重要。为了实现这一点，PVS（Prototype Verification System）作为一种基于高阶逻辑的自动化定理证明工具，被广泛应用在VHDL描述的等价性验证中。

VHDL子集

在PVS中，VHDL子集的形式化嵌入是实现等价性证明的关键。PVS使用高阶逻辑来定义VHDL描述之间的等价公理。这些公理不仅涵盖了VHDL描述的静态结构，还涉及其动态行为。例如，PVS可以通过定义信号在进程中的动态变化来验证两个VHDL描述是否等价。

为了更好地理解这个过程，我们可以考虑一个简单的VHDL描述，该描述包括两个进程，分别对同一信号进行不同的操作。通过在PVS中定义这些进程的动态行为，我们可以验证这两个进程在信号操作上是否等价。具体来说，PVS可以形式化地定义每个进程中的信号赋值、等待语句和其他动态行为，并通过逻辑推理来证明这些行为是否一致。

等价性

VHDL描述的等价性问题主要集中在两个方面：静态结构和动态行为。静态结构的等价性可以通过比较VHDL描述的语法和语义来验证，而动态行为的等价性则需要考虑信号的时间变化和进程的调度。

在PVS中，等价性验证通常通过以下步骤进行：

1. 定义等价公理 ：在PVS中定义VHDL描述之间等价的公理，这些公理描述了信号在不同描述中的动态行为