基于SAT的电路错误定位方法研究进展

VLSI（超大规模集成电路）芯片的设计复杂度日益增加，这导致了功能验证与调试成为芯片设计周期中最耗时、最耗资源的部分。据估计，功能验证占据了设计周期的60%以上的时间。由于错误定位往往非常困难且耗时，因此迫切需要高效的方法来进行诊断和定位电路中的错误。 电路错误定位方法通常可以分为模拟验证和硬件仿真验证两大类。模拟验证易于查错，但存在不完备性，难以覆盖所有边界条件，尤其是当设计达到数百万甚至数千万门级时，模拟运行的时间开销非常大。而硬件仿真验证运行速度快，能够达到较高的覆盖率，但同样无法保证达到100%的覆盖率。 布尔可满足性问题（SAT）是计算机科学中的一个问题，即判断一个布尔公式是否是可满足的，也就是能否为其变量找到一组赋值，使得整个公式的结果为真。SAT问题在电路设计、人工智能等领域有广泛的应用。基于SAT的问题解决策略已被应用于电路错误定位。基于SAT的错误定位方法通过构建布尔公式，来表示电路的功能和错误状态，然后利用SAT求解器来检查这个公式是否可满足。如果不可满足，求解器将提供一个不可满足子式（unsatisfiable subformula），它可以帮助设计者定位错误。 不可满足子式求解是提高错误定位效率与精度的一个重要研究方向。通过提取出电路中的不可满足子式，可以迅速定位到电路中出错的部分，进而指导调试过程。这对于解决大规模集成电路设计中遇到的问题尤其重要。 文章还讨论了电路错误定位技术当前面临的主要挑战，以及未来的研究方向。主要挑战包括如何更有效地处理大规模电路的验证与调试问题，如何提高错误定位的效率和准确性，以及如何应对日益增长的电路设计复杂性。未来的研究方向可能包括探索新的算法和工具，以优化验证和调试流程，以及结合形式化方法和硬件仿真验证的优势，尝试开发出更加智能的调试策略。 通过深入分析基于SAT的错误定位方法，这项研究对现有算法进行了概述评论，并简要介绍了在不可满足子式求解方面所做的一些研究工作，对今后的研究方向进行了展望。这项工作对VLSI设计中功能验证与调试问题的解决具有重要的理论和实践价值。