浮点估值模块设计和形式化验证研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhongxuw
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数据处理是我们这个时代最大的特点,人工智能、深度学习、5G等新兴技术的出现,对于处理器计算能力提出了更高的要求。在超标量处理器设计中,支持SIMD的向量浮点单元将会得到更多的应用。  支持向量指令的浮点单元最大数据位宽为128位,因其庞大的输入状态空间,基于仿真的模拟验证需要花费大量的时间,且无法遍历整个状态空间。形式验证使用数学推理的方式,遍历整个状态空间,适用于浮点这类的计算单元,可以快速且完备地完成验证工作,缩短产品上市周期。  本文的估值模块采用基于查找表的分段线性近似法进行快速估算,速度快,运算周期短,支持向量运算,大大提高了处理器运算性能。估值单元输出是近似值,其输出结果只需满足相对误差要求。对其验证时,需要将输出的二进制浮点数转换成十进制,进而判断结果是否满足精度要求,而相对误差的计算又会引入复杂的运算,对基于BDD和SAT算法的形式化验证引擎,复杂的运算操作会极速增加状态空间,导致内存爆炸,验证无法收敛。  针对内存爆炸的问题,本文根据估值模块具体的设计结构,采用多种策略,解决了状态空间爆炸的问题,成功对估值模块进行证明。目前,业界主流形式化验证工具仅支持基于RTL和网表的参考模型,实现RTL-RTL/RTL-GATE的等价性形式验证。本文选用ATEC公司的等价性验证工具,使用C语言构建参考模型,成功实现了RTL-C的等价性验证。
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