Wie können wir die Korrektheit von Hardware-Designs sicherstellen? Dieses Paper untersucht die Anwendung formaler Methoden, eines alternativen Ansatzes zur Validierung, im Hardware-Design und befasst sich mit den Einschränkungen traditioneller Simulations- und Testtechniken. Es gibt zwei Hauptaspekte bei der Anwendung formaler Methoden in einem Designprozess: den formalen Rahmen, der verwendet wird, um die gewünschten Eigenschaften eines Designs zu spezifizieren, und die Verifikationstechniken und -werkzeuge, die verwendet werden, um über die Beziehung zwischen einer Spezifikation und einer entsprechenden Implementierung zu argumentieren. Zu den Spezifikationsrahmen gehören temporale Logiken, Prädikatenlogik, Abstraktion und Verfeinerung sowie die Enthaltenseins-Beziehung zwischen ω-regulären Sprachen. Zu den Verifikationstechniken gehören Modellprüfung, automaten-theoretische Techniken, automatisiertes Theorembeweisen und Ansätze, die die oben genannten Methoden integrieren. Zu den Fallstudien gehören Designs im industriellen Maßstab, wie z. B. Mikroprozessoren, Gleitkomma-Hardware, Protokolle, Speichersubsysteme und Kommunikationshardware. Indem diese Studie Einblicke in den Umfang und die Einschränkungen der verfügbaren Techniken bietet, bietet sie einen wertvollen Überblick für Hardware-Designer, die die Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Designs verbessern möchten. Der Artikel stellt eine Auswahl von Fallstudien vor, in denen formale Methoden auf Designs im industriellen Maßstab angewendet wurden.
Diese in ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems veröffentlichte Arbeit steht im Einklang mit dem Fokus der Zeitschrift auf Methodologien und Werkzeuge für die Entwicklung elektronischer Systeme. Durch die Bereitstellung einer umfassenden Übersicht über formale Verifikationstechniken und deren Anwendung auf Hardware-Designs im industriellen Maßstab trägt das Paper zur Weiterentwicklung der Designautomatisierung und zur Verbesserung der Systemzuverlässigkeit bei. Die Methoden werden auf Designs im industriellen Maßstab angewendet.