Lyra: ein generativer Rahmen zur Verifikation von RISC-V-Prozessoren
Die Verifikation komplexer RISC-V-Prozessor-Designs stellt eine große Herausforderung dar. Traditionelle Methoden, die auf langsamer Software-Simulation und zufälligen Teststimuli angewiesen sind, stellen einen erheblichen Engpass dar. Lyra entsteht als innovative Lösung, die dieses Problem an der Wurzel angeht, indem sie Künstliche Intelligenz direkt in den Workflow integriert. 🚀
Ein intelligenter Ansatz zur Testgenerierung
Anstatt auf blinde Mutationen oder zufällige Vektoren zu setzen, integriert Lyra ein spezialisiertes generatives Modell namens LyraGen. Dieses Modell versteht die Architektur des Befehlssatz (ISA) des Prozessors tiefgehend. Seine Hauptfunktion ist die Erzeugung semantisch reicher und hochwertiger Instruktionssequenzen, die speziell darauf ausgelegt sind, komplexe Verhaltensweisen und Randbedingungen des Hardware-Designs zu erkunden, die zufällige Methoden übersehen.
Schlüssige Vorteile von LyraGen:- Erzeugt Teststimuli, die die Semantik der RISC-V-Instruktionen verstehen.
- Erkundet gezielt komplexe interne Hardware-Zustände.
- Ersetzt einfache Zufälligkeit durch sinnvolle Instruktionssequenzen.
Was Chip-Designs brauchen, ist, dass eine KI erklärt, welche Instruktionen interessant auszuführen sind, nicht blind auf die Tastatur zu hämmern, bis etwas kaputtgeht.
Massive Beschleunigung durch Hardware-Ausführung
Die Architektur von Lyra ist nicht nur intelligent bei der Testgenerierung, sondern auch extrem schnell in der Ausführung. Das System implementiert die Einheit unter Test und ein Gold-Referenzmodell parallel in einem FPGA-SoC. Dieser Ansatz ermöglicht den Vergleich der Unterschiede zwischen beiden mit Hardware-Geschwindigkeit und erreicht eine monumentale Beschleunigung. Darüber hinaus erleichtert er die massenhafte und Echtzeit-Sammlung von Abdeckungsmetriken, was mit Software-Simulatoren unmöglich ist.
Ergebnisse der beschleunigten Verifikation:- Führt Vergleich und Verifikation mit nativer FPGA-Geschwindigkeit aus.
- Sammelt Abdeckungsdaten umfassend und effizient.
- Kombiniert die intelligente Generierung von LyraGen mit Hardware-Geschwindigkeit.
Empirische Ergebnisse, die die Überlegenheit demonstrieren
Experimentelle Tests mit Lyra zeigen quantifizierbare und erhebliche Verbesserungen gegenüber den fortschrittlichsten traditionellen Software-Verifikatoren. Das System erreicht eine Design-Abdeckung bis zu 1,27-mal höher, findet mehr Randfälle und kritische Zustände. In Bezug auf Geschwindigkeit beschleunigt es den gesamten End-to-End-Verifikationsprozess zwischen 107- und 3343-fach. Ein weiterer Schlüsselvorteil ist eine konsequent geringere Konvergenzschwierigkeit, was sich direkt in eine Reduzierung der Gesamtkosten und der benötigten Zeit zur Verifikation eines komplexen Designs übersetzt. ✅