LEONIDAS+
Um bei heutigen Entwicklungen die Funktionalität und die Zuverlässigkeit eines integrierten Schaltkreises (IC) zu sichern, sind Verifikationswerkzeuge erforderlich, die alle relevanten Entwurfsrandbedingungen unabhängig von den eingesetzten EDA-Werkzeugen und der jeweiligen Entwurfsphase berücksichtigen. Dabei wird durch die steigende Anzahl von Bauelementen eine automatische Berücksichtigung und Verifikation von Randbedingungen im Design immer entscheidender für den effizienten Designerfolg. Die meisten der heute verfügbaren Verifikationswerkzeuge für den IC-Entwurf konzentrieren sich allein auf die schnelle Bearbeitung weniger, einfacher Verifikationsaufgaben. Demgegenüber ist es insbesondere für die Verifikation von analogen und mixed-signal ICs besonders wichtig, eine Vielzahl von komplex zusammenhängenden Randbedingungen zu berücksichtigen. Für diesen Zweck ist eine Vernetzung gewonnener Einzelverifikationsergebnisse zur Bearbeitung komplexer Verifikationsaufgaben notwendig, welche sich aber mit bisherigen Verifikationsansätzen aufgrund deren fehlender Flexibilität und Generalität nicht realisieren lässt.
Grundvoraussetzung für die Verifikation von komplexen Randbedingungen ist ein Ansatz, der es erlaubt, Randbedingungen auf eine Metaebene unabhängig von Entwurfswerkzeugen zu formulieren und später zu verifizieren.
Mit dem im LEONIDAS+ Projekt entwickelten Constraint-Engineering-System der 1. Generation konnte erstmals gezeigt werden, dass eine werkzeugübergreifende Verifikation der Einhaltung von Constraints grundsätzlich möglich ist.
Das Constraint-Engineering-System (CES) ist ein Metaverifikationswerkzeug, welches jeweils Teile des gesamten Verifikationsproblems an bereits vorhandene externe EDA-Werkzeuge übergibt. Das CES ermöglicht die Definition und Verarbeitung von neuen werkzeugübergreifenden Randbedingungen und Verifikationsproblemen. Um außerdem die Möglichkeit zu unterstützen, zukünftige Randbedingungen und Verifikationstools nahtlos integrieren zu können, wurde für das CES eine konsistente Darstellung der Randbedingungen entwickelt. Zu diesem Zweck wurde für das CES eine formale Beschreibung beruhend auf Horn-Klauseln verwendet.
Der im Logikkern verwendete Formalismus führt zu einer Metaebene auf der Verifikationsaufgaben abstrakt formuliert werden können. Die Wissensbasis des CES-Logiksystems wird in Form von Horn-Klauseln bereitgestellt. Externe EDA-Werkzeuge exportieren Entwurfsdaten und Randbedingungen und bilden den dynamischen Aspekt der Wissensbasis. Alle zu benutzenden Funktionen eines EDA-Werkzeuges werden in spezifischen Tool-Integration-Kit-Plugins (TIK) zusammengefasst. Das Constraint-Rule-File enthält die Menge aller möglichen Anfragen, die an das CES innerhalb einer bestimmten Konfiguration gestellt werden können. Das Constraint-Rule-File ist ein Teil der statischen Wissensbasis des CES und ist von den bereitgestellten Regeln der externen Werkzeuge und den Support-Regeln abhängig. Klauseln höherer Ordnung bilden sog. Support-Rules um einen einfacheren Zugriff auf die unterliegende Wissensdatenbasis aus dem Constraint-Rule-File zu erhalten. Häufig verwendete Anfragen lassen sich somit kombinieren. Die Test-Bench erlaubt es, Anfragen an das CES zu stellen. Diese Anfragen werden daraufhin vom CES-Solver unter Ausnutzung der aktuellen CES-Wissensbasis bearbeitet. Die Arbeitsweise und Bedienung des CES-Solvers ist ähnlich der eines Prolog-Solvers. Jedoch kann der CES-Solver im Vergleich zu einem herkömmlichen Solver auch Daten der dynamischen Wissensbasis berücksichtigen. Der für das CES entwickelte Rulefileeditor ermöglicht es, sowohl neue Rulefiles für die statische Wissensbasis zu definieren als auch bestehende Regeln zu ändern sowie neue Anfragen an die dynamische Wissensbasis zu generieren.
Innerhalb des CES können einfache und komplexe Randbedingungen als Teil der Datenbasis definiert werden, um anhand dieser einfache und komplexe Verifikationsaufgaben zu lösen. Die Definition von Randbedingungen und Verifikationsaufgaben geschieht hierbei in einer abstrakten, übergeordneten, werkzeugunabhängigen Metaebene und ermöglicht daher die Definition und Verarbeitung von werkzeugübergreifend definierten Randbedingungen. Das CES repräsentiert somit einen Ansatz für die Automatisierung von Verifikationsaufgaben, welche bisher manuell und allein durch die Expertise von IC-Entwicklern abgesichert werden mussten. Vorhandene Randbedingungsinformationen, die in externen Werkzeugen oder Constraint-Management-Systemen vorliegen, können leicht per Import- /Exportfunktionen integriert werden und ermöglichen so eine Verifikation von komplexen, werkzeugübergreifenden und miteinander verketteten Randbedingungen.