Digitale Hardware/ Software-Systeme- P31 pptx

594 Sachverzeichnis relatives Komplement, 523 Mikroarchitektur 291 mit Ausnahmebehandlung, 293, 311–312 mit dynamischer Instruktionsablaufpla- nung, 293, 313–322 mit Fließbandverarbeitung, 293–308 mit Multizyklen-Funktionseinheit, 293, 308–311 mit Sprungvorhersage, 293, 312–313 superskalare, 293 Miter 246 MoC 16 Modallogik 24 model of computation siehe MoC Modell heterogenes, 56 Modellpr ¨ ufer CBMC, 449 CMC, 449 F-Soft, 450 Java Pathfinder, 449 SATABS, 449 SLAM, 449 SPIN, 449 VeriSoft, 449 ZING, 449 Modellpr ¨ ufung 26, 106, 156, 178–207 Abstraktionsverfeinerung von Programmen 425 BDD-basierte, 156 CTL, 179–185 existentielle, 200 explizite, 106, 156, 178–188 implizite, 106, 185 LTL, 185–188 SAT-basierte, 156 von Hardware 331–345 von Programmen 422–425 SE-LTL, 473–474 simulative, 27 symbolische, 106, 156, 197–207 BDD-basierte 197–199 SAT-basierte 199–207 TCTL, 211–222 TLM, 476–484 universelle, 200 von Programmen, 422–431 Modulebene 14, 15 Moment konstantes, 276 lineares, 276 Momentengraph bin ¨ arer, siehe BMD Monitor 103, 107, 189, 323 Monitorschaltung 323 MPSoC 2 MTBDD 275 Multi-Processor System-on-Chip 2 Multigraph 530 Nachbedingung st ¨ arkste, 431 Nebenl ¨ aufigkeit 43 Netzwerk 531 Boolesches, 525 Interpretation 526 Netzwerkkalk ¨ ul 508 NFA 47 Definition, 47 Normalform, konjunktive 247, 543 Null- ¨ Aquivalenzproblem 129 OBDD 535 reduziertes, siehe ROBDD OBMD 277 reduzierter, siehe ROBMD OFDD 538 reduziertes, siehe ROFDD Off-Testfall 137 OIDD 460 reduziert, siehe ROIDD OKFDD 539 reduziertes, siehe ROKFDD On-Testfall 137 open fault 6 Operandenbereich 382 Operator modellogischer, siehe Pfadquantor temporaler, 73, 76 Finally 76 Globally 76 Next 76 Release 76 Until 76 p-use 410, 412 Pareto-Optimum 9, 18 Partialordnung 524 Sachverzeichnis 595 Partialordnungsreduktion 158, 172–178 Partition einer Menge, 523 Partitionsblock 523 path segment simulation 436 Periode 349 Petri-Netz 41, 91 Anfangsmarkierung, 41 Beschr ¨ anktheit, 44, 164 Definition, 41 Dynamisierungsvorschrift, 41 Erreichbarkeitsmenge, 44 Flussrelation, 41 Folgemarkierung, 43 Grundzustand, 157, 165, 167 Inzidenzmatrix eines, 168 Kanten, 41 Kantengewichte, 41 Konflikt, 43 Konservativit ¨ at, 45, 170 Lebendigkeit, 44 Marke, 42 Markierung, 42 Markierungsfunktion, 42 Nachbereich eines Knotens, 42 Netzgraph, 41 Reversibilit ¨ at, 45, 156, 165, 167, 171 Schaltregel, 43 schwache Lebendigkeit, 44 Sicherheit, 44, 156 starke Lebendigkeit, 44, 167 Stelle, 41 Kapazit ¨ at einer 41 totes, 44 Transition, 41 nicht sichtbare 174 Schalten einer 43 sichtbare 174 unabh ¨ angige 172 Verifikation aufz ¨ ahlende 157–167 strukturelle 157, 167–172 Verklemmungsfreiheit, 44, 164 Vorbereich eines Knotens, 41 zeitbehaftetes, 45–47 Definition 45 Erreichbarkeitsgraph 208 Feuerbereich 208 Latenz 213–214 Modellpr ¨ ufung 211–214 Pr ¨ ufung des Zeitverhaltens 207–214 Zustandsklassen 208 Zustandsgleichung, 168 PEUF 357 Pfad definitionsfreier, 412 kritischer, 346 l ¨ angster, 346 Pr ¨ afix, 74 Suffix, 74 Pfadberechnung 135 Pfadberechnungsanpassung 138 Pfadbereich 135 Pfadbereichsanpassung 138 Pfadbereichstest 134–139 Pfaderg ¨ anzung 138 Pfadgewicht 531 Pfadquantor 78 existentieller, 78 universeller, 78 Plattformmodell 17 point to analysis 449 Polynom 117 sparse recursive representation, 118 verschwindendes, 291 Polynomfunktion 119 polynomieller Algorithmus 542 Potenzmenge 523 Pr ¨ adikatenabstraktion 426 Pr ¨ adikatenintervall 462 Pr ¨ adikatenlogik 528 Alphabet, 528 Definitionen, 528–529 erster Ordnung, 23, 528 Formel, 528 atomare 528 Terme, 528 Pr ¨ adikatensymbol 298 Ordnung eines, 298 uninterpretiertes, 298 Pr ¨ afix L ¨ ange, 90 Latenz, 90 prim ¨ arer Ausgang 526 prim ¨ arer Eingang 526 Problemgraph 348 iterativer, 349, 442 Produktautomat 143, 187 596 Sachverzeichnis Programm Boolesches, 427 Programmabh ¨ angigkeitsgraph 375 Definition, 375 Programmanalyse statische, 416–422 Programmiersprache 59 Ausf ¨ uhrungsmodell, 59 control-driven 59 demand-driven 59 C, 59 deklarative, 59 imperative, 59 Programmverifikation 26, 416–431 Prototyp 100 Prozesskalk ¨ ul 55 Prozessor superskalarer, 313 Pseudo-Boolesche Funktion Belegung, 274 PSL 72, 83–88, 188 ¨ Uberdeckung, 192 Boolesche Ebene, 83–84 einfache Teilmenge, 85 Monitor, 192–197 temporale Ebene, 83–87 Verifikationsebene, 83, 87–88 PSL-Eigenschaft 85 Ptolemy 91 QBF-Solver 430 Qualit ¨ at 8 Qualit ¨ atsanforderung 8 Qualit ¨ atsmaß 9, 17 Qualit ¨ atsmerkmal 8, 17, 18 funktionales, 9 nichtfunktionales, 9 Quellknoten eines polaren Graphen 531 R ¨ ucksprungverfahren 545 konfliktgetriebenes, 549 R ¨ uckw ¨ artstraversierung 147 rate-monotonic scheduling siehe RMS-Algorithmus real time calculus siehe RTC Record&Play-Algorithmus 269 Referenzergebnis 107, 132 Referenzmodell 103 Referenzstimulus 132 Referenztestfall 132 Regionen- ¨ Aquivalenz 216 Regionenautomat 217 register transfer level siehe RTL Registertransferebene siehe RTL Regressionstest 103, 131–132 regul ¨ arer Ausdruck sequentiell erweiterter, siehe SERE Rekonvergenzmodell 11 Relation 524 antisymmetrische, 524 reflexive, 524 symmetrische, 524 transitive, 524 requirement siehe Anforderung Resolution 548 Ressourcenauslastung 439 RMS-Algorithmus 444 ROBDD 150, 237, 535 Isomorphie, 535 ITE-Operator, 537 ROBMD 277 Robustheit 5 ROFDD 538 ROIDD 460 ROKFDD 237, 243, 539 round robin siehe Round-Robin- Algorithmus Round-Robin-Algorithmus 446 RSM 453–454 Distanzvektor, 453 dynamische Transitionen, 454 dynamische Zust ¨ ande, 453 Indexmenge, 453 Pfad, 454 Pr ¨ adikat, 453 Semantik, 454 Zustandsdiagramm dynamisches 453 statisches 453 RTC 508–514 RTL 15 safety siehe Gefahrlosigkeit SAT modulo theories siehe SMT SAT-Problem 542 SAT-Solver 26, 113, 246, 356, 542–551 Schaltbereitschaft 43 Definition, 43, 46 Sachverzeichnis 597 Schalten 43 Schaltnetz 236 Schaltung asynchrone, 41 kombinatorische, 236, 242 Schaltungsmodell iteratives, 259, 331 Schaltungsvereinfachung dynamische, 358 Schaltvektor 168 Schaltwerk 236, 242 Schleifeninvariante 26 Schleifenkonstrukt 56 Schleifentransformation globale, 380 Schnitt 152 Schnittmenge 523 Schnittpunkt 152, 369 SDF-Graph 53 Definition als Petri-Netz, 53 Iteration, 226 Konsumptionsrate, 53 Produktionsrate, 53 Repetitionsvektor, 226 zeitbehafteter, siehe TSDF-Graph SDF-Modell 91 SE-LTL 472 Modellpr ¨ ufung, 473–474 Semantik, 472 Syntax, 472 Semaphore 30 Senkeknoten eines polaren Graphen 531 sequential extended regular expression siehe SERE Sequentialit ¨ at 43 Sequenzautomat 358 SERE 84, 192 Abz ¨ ahlungswiederholung, 85 Bereichswiederholung, 85 Definition, 84 Fusion, 84 GOTO-Operator, 85 Konkatenation, 84 L ¨ angendurchschnitt, 84 Servicefunktion 516 Servicekennlinie 518 obere, 510 untere, 510 Shannon-Zerlegung 243, 276, 534 shape analysis 449 Sicherheit 44 sifting 536 Signalverarbeitung 53 Simulation 27, 101–105 symbolische, 105, 237, 259, 357, 362 zuf ¨ allige gesteuerte 102, 111–114 Simulator 104–105 ereignisgesteuerter, 104 hybrider, 104 zyklenbasierter, 104 Sleep-Set-Methode 177–178 SMT 26, 365, 552 SMT-Solver 551–556 indirekte, 552 Software-Entwurfsprozess 14 Spannbaum 530 Spezifikation 15, 16, 37 ausf ¨ uhrbare, 38, 39, 59 Definition, 37 eindeutige, 38 formale, 37 informale, 37 korrekte, 38 vollst ¨ andige, 38 Spezifikationsfehler 5 Sprache einer temporalen Struktur, 467 eines B ¨ uchi-Automaten, 186 Sprachinklusion 106 state/event-LTL siehe SE-LTL Stellen-Transitions-Netz 41 Stelleninvariante 171 Steuerbarkeit 109, 110 Stimulation 101 Strukturmodell 17 Stubborn-Set-Methode 175–177 stuck-at fault siehe Haftfehler stuck-at fault model siehe Haftfehlermo- dell Subsumtion 548 SUV 102 synchroner Datenflussgraph siehe SDF-Graph Synchronisation 43 synchronous dataflow graph siehe SDF-Graph Synthese 4, 15–18 598 Sachverzeichnis System latenzinsensitives, 345 system under verification siehe SUV Systemabh ¨ angigkeitsgraph 376 SystemC 28, 60–67, 451 als LTS, 468–472 Ereignis, 66 Kanal, 62, 63 Methode, 62 Modellpr ¨ ufung, 466–476 Modul, 60 Port, 60, 61 Prozess, 62 Signal, 62 Thread, 62 SystemCoDesigner 68 Systemebene 15 SysteMoC 60, 68–72 Aktion, 68 Anfangsmarke, 69 Konsumptionsrate, 68 Modellpr ¨ ufung, 452–466 Produktionsrate, 68 Repr ¨ asentation des Zustandsraums, 452–464 W ¨ achterfunktion, 68 Zustand, 453 Systemsynthese 15 Tableau-Technik 192, 233 Taktdom ¨ ane 334 Taktzustand globaler, 336 tardiness 440 Tautologie 528 Taylor-Expansions-Diagramm siehe TED Taylor-Reihen-Entwicklung 118 Taylorsches Theorem 124 TCTL 89 Semantik, 90 Syntax, 89 Zeitschranke, 89 TDMA-Ablaufplanung 447 TED 120–129, 283 Addition, 284–285 Definition, 120 Eindeutigkeit, 124 Eliminationsregel, 121 geordnetes, 122 Interpretation, 120 Kanonizit ¨ at, 124 Kompositionsoperatoren, 284–286 Minimalit ¨ at, 125 Multiplikation, 285–286 normalisiert, 123 Normalisierung, 122 Reduktion, 120 reduziertes, 122 Verschmelzungsregel, 122 Teilmenge 523 echte, 523 nichtnegative, 523 positive, 523 Teilmengenkonstruktion 191, 196 Temporale Struktur 73–75, 163 als B ¨ uchi-Automat, 186 attributierte, siehe LTS Definition, 73 Pfad, 74, 467 Sprache der, 467 zeitbehaftete, siehe TTS Temporallogik 25 Test 5 Testbench 102 Testfall 101 datenflussorientierter, 391, 400, 410–415 funktionsorientierter, 391–400 gerichteter, 102 kontrollflussorientierter, 391, 400–410 strukturorientierter, 391, 400–415 zuf ¨ alliger, 102 zustandsorientierter, 396–400 Testfallgenerierung 101–102 gerichtete, 102 zuf ¨ allige, 102 zur Hardware-Verifikation, 246 zur Software-Verifikation, 391–415 Testmustergenerierung siehe ATP G Testvektor 253 Testvorschrift 112 Theorembeweis automatischer, 25 Theorembeweiser 106–107 Theorie Hintergrund-, 26, 365, 551 time division multiple access 447 timed computation tree logic siehe TCTL TLM 28, 476 Sachverzeichnis 599 Definition, 478 Eigenschaftspr ¨ ufung, 484–490 Initiatormodul, 478 Modellpr ¨ ufung, 476–484 Targetmodul, 478 Transaktion, 476–478 Transaktion 20 blockierende, 476 nichtblockierende, 476 Transaktionsebene 452 Transaktionsebenenmodell siehe TLM Transferfunktion 515 Transferzeit 346 Transition Aktivierbarkeit, 44, 165 Lebendigkeit, 44 neuaktivierte, 46 Schaltbereitschaft, 43 tote, 44 TSDF-Graph 222–232 Aktor, 222 Verz ¨ ogerungszeit 223 Aktordurchsatz, 226 Anfangsmarkierung, 223 Ausf ¨ uhrung, 225 selbstplanende 225 Durchsatz, 226–228 Kanal, 222 Konsumptionsrate, 223 Pr ¨ ufung des Zeitverhaltens, 222–232 Produktionsrate, 223 Zustand, 223 TTS 89, 213 minimale Latenz, 213 mit exakten Verz ¨ ogerungen, 89 Turing- ¨ Aquivalenz 55 Turing-Maschine 24 ¨ Uberapproximation 98, 344 ¨ Uberdeckung ¨ Ubergangs-, 397 Anweisungs-, 401 Bedingungs-/Entscheidungs-, 405 Ereignis-, 397 funktionsorientierte, 103 Mehrfach-Bedingungs-, 406 minimale 406 Pfad-, 407 strukturierte 408 strukturorientierte, 103 Zustands-, 397 Zweig-, 402 ¨ Uberdeckungsmaß 103, 391 ¨ Uberdeckungstest 401 all c-uses-, 414 all c-uses/some p-uses-, 414–415 all p-uses/some c-uses-, 415 all defs-, 413 all p-uses-, 414 all p-uses/some c-uses-, 415 all uses-, 415 Anweisungs-, 401–402 Bedingungs-, 404–406 einfacher 404–405 Bedingungs-/Entscheidungs-, 405 modifizierter 448 Datenkontext-, 448 defs/uses-, 413–415 Mehrfach-Bedingungs-, 406 einfache 406 Pfad-, 407–410 strukturierter 408–410 required k-tuples, 448 Zweig-, 402–404 ¨ Ubereinstimmungsproblem 294 ¨ Ubergangsfunktion 48, 220, 295 erweiterte, 142 ¨ Ubergangsrelation 47, 49 ¨ Uberpr ¨ ufungsstrategien 103 ¨ Uberdeckung Zusicherungs-, 391 UIP 550 UML 91 Unabh ¨ angigkeitsintervall siehe II Unabh ¨ angigkeitsintervallpartition siehe IIP unit propagtion 544 Unterapproximation 342 Unvollst ¨ andigkeitssatz 24 Ursache-Wirkungs-Analyse 392–396 Ursache-Wirkungs-Graph 393 V-Modell 13 Validierung 5, 38, 109 Variablendefinition globale, 412 lokale, 412 Variablenordnung 119 600 Sachverzeichnis Variablenzugriff globaler, 412 lokaler, 411 Vereinigungsmenge 523 Verfeinerung 17, 18 Verhalten 37 Verhaltensmodell 16 ausf ¨ uhrbares, 59 formales, 41 Verhaltenssynthese 15 Verifikation 5 Verifikationsaufgabe 21, 95–97 Verifikationsbereich 374 Verifikationsmethode 22, 99–107 diversifizierende, 130 formale, 99, 105–107 hybride, 101, 107 simulative, 100–105 unvollst ¨ andige, 99, 100 vollst ¨ andige, 99 Verifikationsmethodik 95 Verifikationsprozess 11–22 Verifikationsvollst ¨ andigkeit 103–104, 400 Verifikationsziel 95, 97–99 Verklemmung 44 Verschmelzungspunkt 271 Verschmelzungsregel 535, 538 Versetzungsfunktion 462 inverse, 466 Verzweigung 53 als Kontrollstruktur, 56 Verzweigungsliteral 544 Verzweigungsstrategie DLCS, 545 DLIS, 545 MOM, 546 VSIDS, 546 Vielzweckrechner 1 Volladdierer 29 Vollst ¨ andigkeitskriterium 400 Vorbedingung schw ¨ achste, 431 Vo r w ¨ artstraversierung 145 VPC 492 Wald 530 Wartezeit 439 WCET 432 WCET-Analyse 432–438 Architekturmodellierung, 436–438 Programmpfadanalyse, 433–436 Wertebereich abstrakter, 419 lineare Kongruenzen 422 nichtrelationaler 419 relationaler 419, 421 Intervall-, 419 Kongruenz-, 419, 421 konkreter, 419 Parit ¨ ats-, 421 Vorzeichen-, 419 window permutation 536 worst case execution time siehe WCET X-Diagramm 35 der Synthese, 16 f ¨ ur die Verifikation, 20–22 Y-Diagramm 35, 490 Zeitanalyse 345 auf Systemebene, 490–520 kompositionale 499–508 modulare 508–520 dynamische, 348 f ¨ ur Hardware, 345 auf Architekturebene 348–351 auf Logikebene 345–348 Hardware, 356 kompositionale, 499–508 Schaltung synchroner 345–351 Software, 431–448 statische, 345 symbolische, siehe SymTA/S System latenzinsensitives 351–356 Systemebene simulative 492–499 WCET, 432–436 Zeitschranke, 491 obere 491 untere 491 Zeitbewertungsmodell Zeitbewertungsnetzwerk, 512 Zeitschranke 45 Zeitschrittsimulation 259 Zeitstruktur 220 Sachverzeichnis 601 Zeitzone 219 Zerlegung momentenbasierte, 275 Zonenautomat 219 Zur ¨ uckverfolgung 249, 545 chronologische, 548 nichtchronologische, 545, 549 Zusicherung 27, 88, 111, 391 Zusicherungssprache 92, 188 Zustand ablehnender, 190 abstrakter, 427 akzeptierender, 186, 190 Zustands ¨ aquivalenz 142, 143 Zustands ¨ ubergang 48 Zustandsautomat regul ¨ arer, siehe RSM Zustandsdiagramm 48 Zustandsexplosion 32 Zustandsraumexplosion 105, 172 Zustandsraumreduktion durch Schleifenabwicklung, 424–425 Zustandsraumtraversierung 144–151 r ¨ uckw ¨ artsgerichtete, 147 symbolische, 148–151 vorw ¨ artsgerichtete, 145 Zuverl ¨ assigkeit 6 Zuweisungsfunktion 462 inverse, 466 Zweig primitiver, 403