Method of Embedded Dynamic Actualization of Functional Model of System on a Chip

Abstract

Представлен оригинальный метод генерации формальной модели реального функционирования системы на кристалле в процессе натурных испытаний или эксплуатации. Метод предусматривает реализацию на базе встроенных средств системы на кристалле. По сравнению с альтернативными решениями сущест-венно снижены требования к объему встроенной инструментальной памяти.Ключевые слова : верификация, функциональная модель, сбой, система на кри-сталле, конечный автомат, структура Крипке. Введение. При проектировании систем на кристалле (далее -система, СнК) компью-терное моделирование позволяет обнаружить и исправить порядка 53 % ошибок [1], тогда как значительная часть ошибок проявляется только при натурных испытаниях и в процессе экс-плуатации.В связи с этим актуальной задачей является разработка встраиваемых механизмов мо-ниторинга и верификации поведения системы, рассчитанных на долговременную автоном-ную работу в рамках ограниченных вычислительных ресурсов систем на кристалле.Существующие методы встроенной верификации с использованием журнала событий [2] не позволяют вести наблюдение за системой на протяжении длительного времени, что объяс-няется прямой зависимостью размера журнала событий от времени работы системы при ог-раниченном объеме встроенной памяти.Другой метод -проверка системы с использованием мониторов утверждений (assertion-based verification) [3] -позволяет фиксировать лишь факт некорректного поведения сис-темы, но не позволяет устанавливать последовательность событий, вызвавших ее сбой.Для решения задачи уменьшения размера данных наблюдения с сохранением возможности анализа причин выявленных сбоев перспективным направлением является создание встроенных мониторов, способных во время функционирования системы сохранять только информацию об ее ошибочном поведении, не накапливая протоколов нормальной работы. Это возможно при описании поведения системы с помощью формальных моделей представления вычислительно-го процесса, таких как сети процессов, конечные автоматы, сети Петри и др. [4].В общем виде проблема построения формальной модели на основе эмпирических дан-ных изучается в области искусственного интеллекта при решении задачи индуктивного выво-да [5]. Однако в области встроенной верификации задача индуктивного вывода не получила должного внимания.В настоящей статье на основе формируемой методологической базы оригинального ме-ханизма встроенной верификации системы на кристалле предложен метод динамической ак-туализации функциональной модели системы, алгоритм работы которой описывается в виде детерминированного конечного автомата (Deterministic Finite Automaton -DFA).Эталонная функциональная модель системы. Предлагаемый метод динамической ак-туализации (уточнения по факту) функциональной модели системы рассмотрим на примере ве-рификации взаимодействия нескольких параллельных процессов в информационно-измери-тельной системе (ИИС). Здесь следует отметить, что функциональность рассматриваемой ИИС