Current Trends in Hardware Verification and Automated Theorem Proving

این گزارش اثبات صحت جزئی کامل شده "مدل بلوک" وایپر را شرح می دهد. Viper [7،8،9،11،23] یک ریزپردازنده است که توسط W. J. Cullyer، C. Pygott و J. Kershaw در مرکز سیگنال‌ها و رادار سلطنتی در Malvern، انگلستان، (از این پس "RSRE") برای استفاده در ایمنی طراحی شده است. کاربردهای حیاتی مانند هوانوردی غیرنظامی و کنترل نیروگاه هسته ای. در حال حاضر در مناطقی مانند استقرار تسلیحات از هواپیماهای تاکتیکی کاربرد دارد. برای پشتیبانی از برنامه‌های کاربردی حیاتی، Viper طراحی ساده‌ای دارد که استدلال کردن در مورد آن با استفاده از تکنیک‌ها و مدل‌های فعلی نسبتاً آسان است. طراحان که برای ترویج روش‌های رسمی مستحق اعتبار هستند، از همان ابتدا قصد داشتند که Viper به طور رسمی تأیید شود. ایده آنها این بود که Viper را در دنباله ای از سطوح انتزاعی رو به کاهش، مدلسازی کنند، که هر یک از آنها بر جنبه ای از طراحی متمرکز بود، مانند جریان کنترل، پردازش دستورالعمل ها و غیره. یعنی هر مدل مشخصه ای از مدل بعدی (کمتر انتزاعی) و پیاده سازی مدل قبلی (در صورت وجود) خواهد بود. سپس تلاش تأیید با ساختاردهی بر اساس ترتیب سطوح انتزاع ساده می شود. این مدل ها (یا سطوح) توصیف توسط تیم طراحی مشخص شد. دو سطح اول و بخشی از سطح سوم توسط آنها به زبانی منطقی و قابل استدلال و اثبات نوشته شده است.

This report describes the partially completed correctness proof of the Viper 'block model'. Viper [7,8,9,11,23] is a microprocessor designed by W. J. Cullyer, C. Pygott and J. Kershaw at the Royal Signals and Radar Establishment in Malvern, England, (henceforth 'RSRE') for use in safety-critical applications such as civil aviation and nuclear power plant control. It is currently finding uses in areas such as the de­ ployment of weapons from tactical aircraft. To support safety-critical applications, Viper has a particulary simple design about which it is relatively easy to reason using current techniques and models. The designers, who deserve much credit for the promotion of formal methods, intended from the start that Viper be formally verified. Their idea was to model Viper in a sequence of decreasingly abstract levels, each of which concentrated on some aspect ofthe design, such as the flow ofcontrol, the processingofinstructions, and so on. That is, each model would be a specification of the next (less abstract) model, and an implementation of the previous model (if any). The verification effort would then be simplified by being structured according to the sequence of abstraction levels. These models (or levels) of description were characterized by the design team. The first two levels, and part of the third, were written by them in a logical language amenable to reasoning and proof.