Lyra: un framework generativo per verificare processori RISC-V
Verificare design di processori RISC-V complessi è una sfida importante. I metodi tradizionali, che dipendono dalla simulazione con software lento e dall'uso di stimoli di test casuali, rappresentano un collo di bottiglia significativo. Lyra emerge come una soluzione innovativa che affronta questo problema alla radice, integrando l'intelligenza artificiale direttamente nel flusso di lavoro. 🚀
Un approccio intelligente per generare test
Invece di affidarsi a mutazioni cieche o vettori casuali, Lyra incorpora un modello generativo specializzato chiamato LyraGen. Questo modello comprende profondamente l'architettura del set di istruzioni (ISA) del processore. La sua funzione principale è produrre sequenze di istruzioni semanticamente ricche e di alta qualità, progettate specificamente per esplorare comportamenti complessi e angoli del design hardware che i metodi casuali trascurano.
Vantaggi chiave di LyraGen:- Genera stimoli di test che comprendono la semantica delle istruzioni RISC-V.
- Esplora in modo mirato stati interni complessi dell'hardware.
- Sostituisce la casualità semplice con sequenze di istruzioni significative.
Ciò di cui ha bisogno il design dei chip è che un'IA spieghi quali istruzioni sono interessanti da eseguire, non colpire casualmente la tastiera finché qualcosa non fallisce.
Accelerazione massiccia mediante esecuzione su hardware
L'architettura di Lyra non è solo intelligente nella generazione di test, ma anche estremamente veloce nella sua esecuzione. Il sistema implementa l'unità sotto test e un modello di riferimento gold in parallelo all'interno di un SoC con FPGA. Questo approccio permette di confrontare le differenze tra entrambi alla velocità dell'hardware, ottenendo un'accelerazione monumentale. Inoltre, facilita la raccolta di metriche di copertura in modo massiccio e in tempo reale, qualcosa di proibitivo con i simulatori software.
Risultati della verifica accelerata:- Esegue il confronto e la verifica alla velocità nativa della FPGA.
- Raccoglie dati di copertura in modo esaustivo ed efficiente.
- Combina la generazione intelligente di LyraGen con la velocità dell'hardware.
Risultati empirici che dimostrano la sua superiorità
I test sperimentali con Lyra mostrano miglioramenti quantificabili e sostanziali rispetto ai verificatori software tradizionali più avanzati. Il sistema raggiunge una copertura del design fino a 1.27 volte maggiore, trovando più casi limite e stati critici. Per quanto riguarda la velocità, accelera il processo completo di verifica end-to-end tra 107 e 3343 volte. Un altro beneficio chiave è una difficoltà di convergenza costantemente minore, che si traduce direttamente in una riduzione del costo totale e del tempo necessario per verificare un design complesso. ✅