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Logic Verification of Ultra-Deep Pipelined Beyond-CMOS Technologies
arXiv - CS - Emerging Technologies Pub Date : 2020-05-28 , DOI: arxiv-2005.13735
Arash Fayyazi, Shahin Nazarian, Massoud Pedram

Traditional logical equivalence checking (LEC) which plays a major role in entire chip design process faces challenges of meeting the requirements demanded by the many emerging technologies that are based on logic models different from standard complementary metal oxide semiconductor (CMOS). In this paper, we propose a LEC framework to be employed in the verification process of beyond-CMOS circuits. Our LEC framework is compatible with existing CMOS technologies, but, also able to check features and capabilities that are unique to beyond-CMOS technologies. For instance, the performance of some emerging technologies benefits from ultra-deep pipelining and verification of such circuits requires new models and algorithms. We, therefore, present the Multi-Cycle Input Dependency (MCID) circuit model which is a novel model representation of design to explicitly capture the dependency of primary outputs of the circuit on sequences of internal signals and inputs. Embedding the proposed circuit model and several structural checking modules, the process of verification can be independent of the underlying technology and signaling. We benchmark the proposed framework on post-synthesis rapid single-flux-quantum (RSFQ) netlists. Results show a comparative verification time of RSFQ circuit benchmark including 32-bit Kogge-Stone adder, 16-bit integer divider, and ISCAS'85 circuits with respect to ABC tool for similar CMOS circuits.

中文翻译:

超深流水线Beyond-CMOS技术的逻辑验证

在整个芯片设计过程中起着重要作用的传统逻辑等效检查 (LEC) 面临着满足许多新兴技术要求的挑战,这些技术基于不同于标准互补金属氧化物半导体 (CMOS) 的逻辑模型。在本文中,我们提出了一个 LEC 框架,用于超越 CMOS 电路的验证过程。我们的 LEC 框架与现有的 CMOS 技术兼容,但也能够检查超 CMOS 技术独有的特性和功能。例如,一些新兴技术的性能得益于超深流水线,此类电路的验证需要新的模型和算法。因此,我们 提出多周期输入相关性 (MCID) 电路模型,这是一种新颖的设计模型表示,用于明确捕获电路的主要输出对内部信号和输入序列的依赖性。嵌入所提出的电路模型和几个结构检查模块,验证过程可以独立于底层技术和信令。我们在合成后快速单通量量子 (RSFQ) 网表上对提议的框架进行了基准测试。结果显示了 RSFQ 电路基准测试的比较验证时间,包括 32 位 Kogge-Stone 加法器、16 位整数除法器和 ISCAS'85 电路,相对于类似 CMOS 电路的 ABC 工具。嵌入所提出的电路模型和几个结构检查模块,验证过程可以独立于底层技术和信令。我们在合成后快速单通量量子 (RSFQ) 网表上对提议的框架进行了基准测试。结果显示了 RSFQ 电路基准测试的比较验证时间,包括 32 位 Kogge-Stone 加法器、16 位整数除法器和 ISCAS'85 电路,相对于类似 CMOS 电路的 ABC 工具。嵌入所提出的电路模型和几个结构检查模块,验证过程可以独立于底层技术和信令。我们在合成后快速单通量量子 (RSFQ) 网表上对提议的框架进行了基准测试。结果显示了 RSFQ 电路基准测试的比较验证时间,包括 32 位 Kogge-Stone 加法器、16 位整数除法器和 ISCAS'85 电路,相对于类似 CMOS 电路的 ABC 工具。
更新日期:2020-05-29
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