Neues Projekt CONVERS – Innovative Verifikationsmethodik für die Sicherheit hochkomplexer Systeme

Obwohl viele der heutigen hochkomplexen Systeme aus digitalen und analogen Komponenten bestehen, gibt es bisher keine durchgängigen Verifikationsmethoden, die sowohl das digitale als auch das analoge Systemverhalten berücksichtigen. Dies beeinträchtigt nicht nur die Verifikationsqualität, sondern führt auch dazu, dass der ohnehin schon hohe Aufwand im Systementwurf noch weiter steigt.

Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) durch die Förderinitiative KMU-innovativ mit rund 770.000 Euro über drei Jahre geförderten Projekts CONVERS ist es, die automatische Verifikation von gemischten analog-digitalen Systemen (Analog-Mixed-Signal(AMS)-Systems) in einer möglichst frühen Entwurfsphase voranzubringen.

Hierbei setzen die Wissenschaftler des DFKI-Forschungsbereichs auf die sogenannte Constraint-gesteuerte Zufallssimulation (engl. Constrained Random Verification, CRV), die bereits sehr erfolgreich für die Verifikation rein digitaler Systeme zum Einsatz kommt.

Im Gegensatz zu klassischen Methoden, bei denen jeweils ein Szenario zur Überprüfung des erwarteten Systemverhaltens beschrieben wird, lässt sich hierbei mit Hilfe von logischen Bedingungen (Constraints) der gesamte mögliche Eingaberaum beschreiben, so dass eine sehr große Anzahl von Testsequenzen automatisiert generiert und per Simulation überprüft werden kann.

Für komplexe digitale Systeme sind Verfahren auf CRV-Basis heute unabdingbar, da nur damit die Verifikationsziele, insbesondere eine hohe Verifikationsüberdeckung, erreicht werden können. In CONVERS wird diese Methode in der Entwurfsphase nicht mehr nur auf digitales, sondern auch auf analoges Systemverhalten und somit auf das Gesamtsystem angewandt.

Dafür nutzen die Wissenschaftler virtuelle Prototypen, d.h. simulierbare Modelle der Systeme in Form von Computerprogrammen, welche die effiziente Simulation von Anwendungsszenarien des Gesamtsystems erlauben. Ziel ist es, die identischen Ergebnisse, welche durch die Constraint-gesteuerte Zufallssimulation rein digitaler Systeme erreicht werden, auch für heterogene Systeme zu erreichen.

So sollen mit Hilfe der entwickelten Methoden, Bibliotheken und Werkzeuge bei gleichen Beschreibungsaufwand deutlich mehr Testsequenzen mit einer höheren Testabdeckung erzeugt werden. Auf diese Weise lässt sich der Verifikationsaufwand erheblich reduzieren und die korrekte und sichere Funktionsweise auch hochkomplexer elektronischer Systeme gewährleisten.

Das DFKI arbeitet in CONVERS mit dem Startup COSEDA Technologies zusammen, die mit Hilfe der im Projekt entwickelten innovativen Verfahren ihr Modellierungswerkzeug COSIDE zu einem Verifikationswerkzeug weiterentwickeln.

Weitere Informationen unter www.dfki.de/cps/research/projects/CONVERS

Bildmaterial:
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