申请/专利权人：上海科技大学

申请日：2024-01-16

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117785112A

主分类号：G06F7/52

分类号：G06F7/52;G06F7/501

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明公开了一种SCA‑SAT协同作用实现优化乘法器的形式化验证方法，包含：逆向工程算法系统地从优化的乘法器中恢复加法器树；2约束满足算法通过约束条件仅使用加法器完成参考乘法器的生成；3基于SCA和SAT的验证方法结合了SCA和SAT的互补优势。在前述验证框架中，本发明引入了一个基准乘法器生成器，该基准乘法器生成器用于生成正确基准乘法器，这个正确基准乘法器既具有与优化乘法器的相似的结构，又具有清晰的加法器边界。清晰的加法器边界使得可以使用基于SCA的验证来证明其正确性。利用基准乘法器与优化乘法器的结构相似性，基准乘法器然后作为已知正确的模型，用于优化乘法器的基于SAT的验证。

主权项：1.一种SCA-SAT协同作用实现优化乘法器的形式化验证方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、逆向工程算法系统地从优化的乘法器中恢复加法器树，确保结构相似性，其中，逆向工程算法包括原子块检测和加法树恢复：原子块检测用于检测优化的乘法器AIG的组成原子块，包括半加器HA、全加器FA、异或门XOR和与门AND，基于所构建的包含这些原子块真值表的库利用AIGcut枚举系统地从AIG中提取所有Cut，并将所提到到的Cut与库中的真值表进行比较，比较时，搜索所有Cut，其输出向量与原子块真值表库中的一个输出向量对齐，当一组具有共同输入的Cut显示出与库中原子块真值表相同的输出向量时，该组被识别为一个原子块；加法器树恢复算法通过基于广度优先搜索的方法利用保留的一些提供显著结构信息的加法器边界；加法器树恢复算法维护一个前沿队列FQ，其中包含生成消耗未探索部分积的半加器HA全加器FA与门AND，初始化为生成初始PPij的所有与门AND，该加法器树恢复算法还维护一个从权重Wk到活动部分积的部分积映射PPM，初始化为PPM[Wk]＝{PPij},k＝i+j，式中，PPM[Wk]表示权重Wk到部分积的映射，PPij表示乘法器的第i位和乘法器的第j位经过与门生成的部分积；然后，加法器树恢复算法迭代地从前沿队列FQ中出队一个原子块，停用消耗的部分积，并将生成的部分积增加到部分积映射PPM；然后，加法器树恢复算法将原子块的加法器类型扇出，其扇入半加器HA全加器FA已经被处理，添加到前沿队列FQ；当前沿队列FQ为空时，加法器树恢复算法终止，访问的半加器HA全加器FA和连接构成部分加法器树，剩余的部分积映射PPM部分积需要进一步处理；步骤2、对于每个权重Wk，恢复算法保留了Rk个部分积，表示为其中，0≤k＜2n，n表示乘法器输入位数，表示权重Wk的第Rk-1个保留部分积，将重构PPA建模为一个约束满足问题，表示为一个N步的规划过程，在每一步，做出两个决定：是否生成全加器FA半加器HA，以及选择全加器FA半加器HA的输入，生成的进位和也作为后续全加器FA半加器HA的输入进行跟踪，为每个权重Wk定义了选择矩阵Sel以及状态矩阵State，其中，；基于选择矩阵Sel以及状态矩阵State生成架构约束来表示生成过程，包括加法器输入选择约束、状态约束、FSA约束以及未解决引脚约束，这些约束被编码到CP-SAT求解器中，以生成一个可满足的解：从小的决策步骤开始，增加步骤大小并重新添加约束，直到找到一个解或发生超时；然后，通过检查选择矩阵Sel，将解转换为实际的PPA架构，并生成乘法器的Verilog代码进行验证；步骤3、在生成参考乘法器的Verilog代码后，将其转换为AIG，并通过基于SCA的方法进行验证，然后从优化的乘法器和参考乘法器创建一个miterAIG，利用SATsweeping来加速miterAIG可满足性的验证，该过程从使用随机输入向量模拟miterAIG开始，基于模拟结果，识别出所有可能等价的内部节点；接着，使用Kissat3.0SAT求解器来验证这些节点是否确实等价，根据每个可能等价节点的验证结果，确认等价的节点被合并以简化miterAIG；重复前述过程，直到确定miterAIG的可满足性：如果可满足，输出反例诊断错误；如果不可满足，则可确认优化乘法器的正确性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海科技大学 SCA-SAT协同作用实现优化乘法器的形式化验证方法

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