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RISC-V

命令セットアーキテクチャ(ISA)に対するギャップや不整合のない迅速かつ網羅的な検証および準拠の証明

RISC-VはIP、EDA、ソフトウェアサプライヤに幅広く支持されているオープンソースのハードウェア命令セットアーキテクチャ(ISA)です。RISC-V IPコアプロバイダは、公開されているISAに対する検証とコンプライアンスという高いハードルに直面します。これらの課題をクリアすることは、多数のシリコン実装実績やデザインイン実績を持つ古い十分に確立されたISAとの競争を勝ち抜くためにはきわめて重要です。さらに、コアプロバイダは設計が[1][2]信頼性[3][4] と [5][6]セキュリティ[3][4] についての顧客の期待を満足するものであることを保証しなければなりません。これにはハードウェアトロイやその他攻撃者に利用される恐れのある意図しない機能が存在しないことも重要です。[9]

OneSpin RISC-V Integrity Verification Solution は、コアプロバイダとコアインテグレータ両方のニーズに対応した業界初の商用ツールスイートです。車載向けその他の高信頼性プロセッサアプリケーション分野で使用されているOneSpinの高度なフォーマル検証技術を使って、最小限のセットアップおよび処理時間でインプリメンテーションを網羅的に検証することができます。ソリューションの中核にあるのは、RISC-V ISAをOneSpin独自のOperational Assertionアプローチを使って一連のSystemVerilog Assertions(SVA)として形式化したものです。Operational SVAにより、エンドツーエンドのトランザクションおよび要件を簡潔かつ洗練された方法で表した、ハイレベルの、重複の無いアサーションが実現されています:

  • 機能要件をフォーマルかつシミュレーション実行可能形式に変換
  • 回路トランザクション全体をタイミングダイアグラムのような簡潔かつ洗練された表現に
  • ハイレベルでレビューしやすいアサーションにより100%の機能カバレッジを達成
  • 幅広いアプリケーションに適用可能であり、シミュレータにもフォーマルツールにも最適なパフォーマンスを提供する一貫したアサーションスタイルを採用
  • インプリメンテーション固有の検証コードと再利用可能な仕様レベルのコードを明確に分離
  • OneSpin の GapFreeVerification™ を使ってアサーションセットをさらに活用し、仕様の漏れやエラー、検証プランの穴、未検証のRTLファンクションなどを自動的に検知

このメソドロジはRISC-V ISAの主要なルールを表現するのに理想的です。個々のオペレーションは1つのOperational Assertionとして記述されます。これらのアサーションはハイレベルのオペレーションを表し、シーケンシャルまたはパイプライン型インプリメンテーション、アウトオブオーダー実行、およびその他RTLコアで可能なオプションにマッピングされます。RISC-V Integrity Verification Solution には、Privileged ISA、Control and Status Registers(CSRs)、例外メカニズム、その他の拡張が含まれています。検証フレームワークは仕様サイドをマッピングから分離し、完全なSVA再利用が可能です。ターゲットインプリメンテーションへのマッピングは、OneSpinが提供するガイド手順に沿って簡単に行えます。

OneSpinのフォーマルエンジンは、RTLコアインプリメンテーションとアサーションで表現されたISAの間のあらゆる不整合を検知します。 GapFreeVerification™ を適用する効果は、RTLとOperational SVAセットの間の等価性を証明することだけではありません。 アサーションのセットがRISC-V コアのデザインをカバーするのに十分であるかどうかを検証し、また検証されていないRTL機能がないことも確認することもできます。ハードウェアトロイのような余計な機能がデザインに含まれていれば検知され、ISA の違反として報告されます。 この機能には、隠れた命令や、命令の意図しない副効果の体系的な発見も含まれます。 これにより、コアプロバイダと顧客のどちらも、RISC-Vインプリメンテーションの[1][2]信頼性[3][4] と[5][6]セキュリティ[3][4] に最大限の自信を持つことができます。

OneSpinのRISC-V Integrity Verification Solutionは、IPコアインプリメンテーションがするべきことをすべて行い、するべきでないことをまったく行わないことを保証するものです。これにより、システムオンチップ(SoC)設計者は RISC-V コアが ISA仕様に準拠していることに自信を持ってライセンスできます。また IP ベンダーは自社独自のエコシステムをサポートしながら、エコシステム利用者も正しく準拠させることができます。 さらに、SoC設計者は RISC-V ISA にカスタム機能を追加して特定のアプリケーションをサポートすることもできます。OneSpin の RISC-V Integrity Verification Solution は、機能を追加しても何も壊れないことを保証し、また新しい機能を検証するのにも十分な柔軟性を備えています。

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Sven Beyer, Product Manager Design Verification

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