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形式的検証手法を利用したデジタルシステムの設計デバッグ技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350178
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関東京大学

研究代表者

藤田 昌宏  東京大学, 大規模集積システム設計教育研究センター, 教授 (70323524)

研究分担者 小松 聡  東京大学, 大規模集積システム設計教育研究センター, 助手 (90334325)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2004年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2003年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2002年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
キーワードシステムLSI / 形式的検証 / デバッグ / 設計解析 / 等価性検証 / モデルチェッキング / システムレベル設計 / 算術演算器 / 形式的検証技術
研究概要

集積回路がますます大規模化するにつれ、システム全体を1チップで実現するシステムLSIの研究・開発がさかんに行われている。如何に短期間にシステムLSIやそれを利用したデジタルシステムを正しく設計製造できるかが重要であり、計算機による設計支援技術(Computer Aided Design ; CAD)が必須技術となっている。
本研究では、誤設計や仕様変更などの理由から設計を解析する必要が生じた際に、形式的検証技術を適用して設計記述を解析することで、大規模デジタルシステムの設計デバッグ作業を系統的に支援し、デバッグ期間を短縮する技術について研究を行った。対象として、設計検証に関する研究の一部として従来から研究されているレジスタ転送レベル(論理レベル)だけでなく、従来研究がほとんどなかったデジタルシステムの仕様記述レベルからハードウェア・ソフトウェアが一体となっているシステムレベルの設計記述も研究対象とすることで、デジタル機器設計の仕様レベルから一貫して設計デバッグを支援できるフレームワークの構築を行った。
具体的には、大規模デジタルシステムの設計デバッグ工程を支援する技術を確立するために、以下のような項目について、研究を行った。
(1)システムレベル設計記述に対するプログラムスライシング手法とそれを応用した設計解析・検証手法
(2)システムレベル設計記述を対象とした抽象化改良手法によるプロパティ検証手法
(3)高位設計での設計詳細化の前後における等価性検証手法
(4)算術演算回路のデバッグ支援技術に関する研究
上の(1)から(3)は高位設計に対する技術であり、算術演算器などのデータパス上の演算器の設計は正しく行われると仮定して、設計記述全体の動作の解析や検証を行う手法であり、(4)はそれらの演算器の正しさを独立に検証する技術である。これらを利用することで、デジタル機器設計の仕様レベルから一貫して設計デバッグを支援できるフレームワーク構築のための種々の要素技術を確立することができた。これらの成果を統合して活用することで、システムLSI設計において、設計検証に要している期間を短縮させ、結果的に設計期間を半減できることや、将来ますます進歩するであろう半導体製造技術を活かしきる設計が可能となると期待することができる。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (25件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] SpecC記述のプログラムスライシングを利用した未初期化変数・未使用変数の検出2005

    • 著者名/発表者名
      佐々木俊介, 田辺健, 藤田昌宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.104,No.708

      ページ: 59-64

    • NAID

      110003318259

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cベース高位設計における等価性検証フレームワークと反例解析手法の提案2005

    • 著者名/発表者名
      松本剛史, 斎藤寛, 藤田昌宏
    • 雑誌名

      第18回 回路とシステム軽井沢ワークショップ

      ページ: 557-562

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On Equivalence Checking Between Behavioral and RTL Descriptions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Design Automation of Electornic Systems (掲載予定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Using SpecC Program Slicing to detect uninitialized variables and unused variables2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sasaki, K.Tanabe, M.Fujita
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE, VLD2004-134

      ページ: 59-64

    • NAID

      110003318259

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Equivalence Checking Framework and Counterexample Analysis Method in C-Based High-Level Design2005

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, H.Saito, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc.of The 18th Workshop on Circuits and Systems in Karuizawa

      ページ: 557-562

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cベース高位設計における等価性検証フレームワークと反例解析手法の提案2005

    • 著者名/発表者名
      松本剛史, 斎藤寛, 藤田昌宏
    • 雑誌名

      第18回 回路とシステム軽井沢ワークショップ (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Program Slicing for System Level Designs in SpecC2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanabe, S.Sasaki, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. of the IASTED, International Conference on Advances in Computer Science and Technology

      ページ: 252-258

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Program Slicing for System Level Description written in SpecC Language2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanabe, H.Saito, S.Komatsu, M.Fujita
    • 雑誌名

      Technical Report of IEICE, VLD2003-149

      ページ: 79-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Program Slicing for System Level Designs in SpecC2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanabe, S.Sasaki, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc.of the IASTED, International Conference on Advances in Computer Science and Technology

      ページ: 252-258

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Event-Driven Observability Enhanced Coverage Analysis of C Programs for Functional Validation2003

    • 著者名/発表者名
      F.Fallah, I.Ghosh, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. Asia South Pacific Design Automation Conference 2003

      ページ: 123-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Debug Methodology for Arithmetic Circuits based on Architecture Library Mapping2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kubo, T.Matsumoto, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. of International Workshop on Logic and Synthesis 2003

      ページ: 73-80

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SpecC言語によるハードウェア・ソフトウェア混在システム記述を対象としたプログラムスライシング手法の提案2003

    • 著者名/発表者名
      田辺 健, 齋藤 寛, 小松 聡, 藤田昌宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 VLSI設計技術 VLD2003-149 103・702

      ページ: 79-84

    • NAID

      110003316386

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Event-Driven Observability Enhanced Coverage Analysis of C Programs for Functional Validation2003

    • 著者名/発表者名
      F.Fallah, I.Ghosh, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc.Asia South Pacific Design Automation Conference

      ページ: 123-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Debug Methodology for Arithmetic Circuits based on Architecture Library Mapping2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kubo, T.Matsumoto, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc.of International Workshop on Logic and Synthesis

      ページ: 73-80

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Verification of Synchronization in SpecC Description with the Use of Difference Decision Diagrams2002

    • 著者名/発表者名
      T.Sakunkonchak, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. of Forum on specification & Design Languages (FDL'02) 2002

    • NAID

      110003212601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Equivalence Checking Methodology for Hardware Oriented C-based Specifications2002

    • 著者名/発表者名
      H.Saito, T.Ogawa, S.Thanyapat, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. International High Level Design Validation and Test Workshop 2002

      ページ: 139-144

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Verification of Event-Based Synchronization of SpecC Description Using Difference Decision Diagrams2002

    • 著者名/発表者名
      T.Sakunkonchak, M.Fujita
    • 雑誌名

      Formal Techniques for Networked and Distributed Systems (FORTE2002) 2002

      ページ: 369-369

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Debug Methodology for Arithmetic Circuits on FPGAs2002

    • 著者名/発表者名
      Masao Kubo, Masahiro Fujita
    • 雑誌名

      In Proc. of IEEE International Conference on Field-Programmable Technology (FPT-02) 2002

      ページ: 236-242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coverage Metric for Observability-Based Validation of C Programs2002

    • 著者名/発表者名
      F.Fallah, I.Ghosh, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc. of Microprocessor Test and Verification (MTV'02) 2002

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Verification of Synchronization in SpecC Description with the Use of Difference Decision Diagrams2002

    • 著者名/発表者名
      T.Sakunkonchak, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc.of Forum on specification & Design Languages (FDL'02)

    • NAID

      110003212601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Equivalence Checking Methodology for Hardware Oriented C-based Specifications2002

    • 著者名/発表者名
      H.Saito, T.Ogawa, S.Thanyapat, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc.International High Level Design Validation and Test Workshop

      ページ: 139-144

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Verification of Event-Based Synchronization of SpecC Description Using Difference Decision Diagrams2002

    • 著者名/発表者名
      T.Sakunkonchak, M.Fujita
    • 雑誌名

      Formal Techniques for Networked and Distributed Systems (FORTE2002)

      ページ: 369-369

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coverage Metric for Observability-Based Validation of C Programs2002

    • 著者名/発表者名
      F.Fallah, I.Ghosh, M.Fujita
    • 雑誌名

      Proc.of Microprocessor Test and Verification (MTV'02)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Debug Methodology for Arithmetic Circuits on FPGAs

    • 著者名/発表者名
      Masao Kubo, Masahiro Fujita
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE International Conference on Field-Programmable Technology (FPT-02)

      ページ: 236-242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On Equivalence Checking Between Behavioral and RTL Descriptions

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems (to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kubo, T.Matsumoto, M.Fujita: "Debug Methodology for Arithmetic Circuits based on Architecture Library Mapping"Proc.of International Workshop on Logic and Synthesis. 73-80 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田辺 健, 齋藤 寛, 小松 聡, 藤田 昌宏: "SpecC言語によるハードウェア・ソフトウェア混在システム記述を対象としたプログラムスライシング手法の提案"電子情報通信学会技術研究報告 VLSI設計技術 VLD2003-149. 103・702. 79-84 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Thanyapat Sakunkonchak: "Verification of Synchronization in SpecC Description withthe Use of Difference Decision Diagrams"Proc.of Forum on specification & Design Languages (FDL'02). 2002. (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Saito: "An Equivalence Checking Methodology for Hardware Oriented C-based Specifications"Proc.International High Level Design Validation and Test Workshop. 2002. 139-144 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Thanyapat Sakunkonchak: "Verification of Event-Based Synchronization of SpecC Description Using Difference Decision Diagrams"Proc.of Formal Techniques for Networked and Distributed Systems (FORTE2002). 2002. 369 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masao Kubo: "Debug Methodology for Arithmetic Circuits on FPGAs"Proc.of IEEE International Conference on Field-Programmable Technology(FPT-02). 2002. 236-242 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Farzan Fallah: "Coverage Metric for Observability-Based Validation of C Programs"Proc.of Microprocessor Test and Verification (MTV'02). 2002. (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Farzan Fallah: "Event-Driven Observability Enhanced Coverage Analysis of C Programs for Functional Validation"Proc.Asia South Pacific Design Automation Conference. 2003. 123-128 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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