Combinational equivalence checking (CEC) remains a challenge EDA task in the formal verification of datapath circuits due to their complex arithmetic structures and the limited capability or scalability of SAT, BDD, and exact-simulation (ES) based techniques when used independently. This work presents FastLEC, a hybrid prover that unifies these three formal reasoning engines and introduces three strategies that substantially enhance verification efficiency. First, a regression-based engine-scheduling heuristic predicts solver effectiveness, enabling more accurate and balanced allocation of computational resources. Second, datapath-structure-aware partitioning strategies, along with a dynamic divide-and-conquer SAT prover, exploit the regularity of arithmetic designs while preserving completeness. Third, the memory overhead of ES is significantly reduced through address-reference-count tracking, and simulation is further accelerated through a GPU-enabled backend. FastLEC is evaluated across 368 datapath circuits. Using 32 CPU cores, it proves 5.07x more circuits than the widely used ABC &cec tool. Compared with the latest best datapath-oriented serial and parallel CEC provers, FastLEC outperforms them by 3.33x and 2.67x in PAR-2 time, demonstrating an improvement of 74 newly solved circuits. With the addition of a single GPU, it achieves a further 4.07x improvement. The prover also demonstrates excellent scalability.


翻译:组合等价性验证(CEC)在数据通路电路的形式化验证中仍是一项具有挑战性的EDA任务,这源于其复杂的算术结构,以及SAT、BDD和精确仿真(ES)等技术在独立使用时能力有限或可扩展性不足。本文提出FastLEC,一种混合证明器,它统一了这三种形式化推理引擎,并引入了三种显著提升验证效率的策略。首先,基于回归的引擎调度启发式方法预测求解器效能,实现了更精确和均衡的计算资源分配。其次,数据通路结构感知的分区策略结合动态分治SAT证明器,在保持完备性的同时利用了算术设计的规律性。第三,通过地址引用计数追踪显著降低了ES的内存开销,并借助GPU加速后端进一步提升了仿真速度。FastLEC在368个数据通路电路上进行了评估。使用32个CPU核心时,其验证的电路数量是广泛使用的ABC &cec工具的5.07倍。与最新的最佳面向数据通路的串行和并行CEC证明器相比,FastLEC在PAR-2时间上分别以3.33倍和2.67倍的优势领先,并多解决了74个电路。在增加单个GPU后,其性能进一步提升了4.07倍。该证明器还展现了出色的可扩展性。

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