Advanced Structural and Semi-Formal Verification Flow for Clock Domain Crossing (CDC) in Asynchronous Multiclock Systems - Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture
Thèse Année : 2024

Advanced Structural and Semi-Formal Verification Flow for Clock Domain Crossing (CDC) in Asynchronous Multiclock Systems

Développement d’un flot avancé de vérification structurelle et semi-formelle des chemins asynchrones pour les Systèmes Multi-horloges

Diana Kalel
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1414718
  • IdRef : 28020101X

Résumé

During my PhD, we focused on improving the verification of asynchronous interfaceson multi-clock systems. Our mission was to optimize Clock Domain Crossing (CDC)verification on RTL to avoid potential bugs that may affect silicon integrity. We introduced novel aspects to elevate the quality of verification and successfully met theirgoals. We started by enhancing existing structural verification methods introducingthe UPF-Aware CDC Verification Flow. We were also interested to integrate thedynamic functional verification with CDC static verification through the CDC SemiFormal Verification Flow. This led to the modeling of the "Universal Qualifier", ageneric method to verify all types of CDC data synchronizers, and the "Hybrid Flow",a way to use assertions to accelerate the clock tree constraining for the CDC staticverification. In addition, in collaboration with Accellera, our team pioneered the firstIEEE standard for CDC models, which serve as concise CDC abstracted representations of blocks and sub-blocks for CDC hierarchical verification. In future work, weaim to integrate all proposed solutions into a coherent and unified flow. We also planto address metastability injection and explore its potential in dynamic simulation andformal verification.
Pendant mon doctorat, nous nous sommes concentrés sur l’amélioration de la vérification des interfaces asynchrones sur les systèmes multi-horloges. Notre missionétait d’optimiser la vérification de la traversée de domaine d’horloge (CDC) sur RTLpour éviter les bugs potentiels qui pourraient affecter l’intégrité du silicium. Nousavons introduit de nouveaux aspects pour élever la qualité de la vérification et avonsatteint avec succès leurs objectifs. Nous avons commencé par améliorer les méthodes de vérification structurelle existantes en introduisant le flot de vérification CDCUPF-Aware. Nous avons également cherché à intégrer la vérification fonctionnelledynamique avec la vérification statique CDC à travers le flot de vérification semiformelle CDC. Cela a conduit à la modélisation du "Qualificateur Universel", uneméthode générique pour vérifier tous les types de synchroniseurs de données CDC,et du "Flot Hybride", une façon d’utiliser des assertions pour accélérer la contraintede l’arbre d’horloge pour la vérification statique CDC. De plus, en collaboration avecAccellera, notre équipe a été pionnière dans la création de la première norme IEEEpour les modèles CDC, qui servent de représentations abstraites concises de blocset de sous-blocs pour la vérification hiérarchique CDC. Dans les travaux futurs, nousvisons à intégrer toutes les solutions proposées dans un flot cohérent et unifié. Nousprévoyons également de traiter l’injection de métastabilité et d’explorer son potentieldans la simulation dynamique et la vérification formelle.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04695158 , version 1 (12-09-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04695158 , version 1

Citer

Diana Kalel. Advanced Structural and Semi-Formal Verification Flow for Clock Domain Crossing (CDC) in Asynchronous Multiclock Systems. Micro and nanotechnologies/Microelectronics. Université Grenoble Alpes [2020-..], 2024. English. ⟨NNT : 2024GRALT038⟩. ⟨tel-04695158⟩
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