Effective Verification for Low-Level Software with Competing Interrupts

Interrupt-driven software is difficult to test and debug, especially when interrupts can be nested and subject to priorities. Interrupts can arrive at arbitrary times, leading to an exponential blow-up in the number of cases to consider. We present a new formal approach to verifying interrupt-driven software based on symbolic execution. The approach leverages recent advances in the encoding of the execution traces of interacting, concurrent threads. We assess the performance of our method on benchmarks drawn from embedded systems code and device drivers, and experimentally compare it to conventional approaches that use source-to-source transformations. Our results show that our method significantly outperforms these techniques. To the best of our knowledge, our work is the first to demonstrate effective verification of low-level embedded software with nested interrupt

Instruction-Level Abstraction (ILA): A Uniform Specification for System-on-Chip (SoC) Verification

Modern Systems-on-Chip (SoC) designs are increasingly heterogeneous and contain specialized semi-programmable accelerators in addition to programmable processors. In contrast to the pre-accelerator era, when the ISA played an important role in verification by enabling a clean separation of concerns between software and hardware, verification of these "accelerator-rich" SoCs presents new challenges. From the perspective of hardware designers, there is a lack of a common framework for the formal functional specification of accelerator behavior. From the perspective of software developers, there exists no unified framework for reasoning about software/hardware interactions of programs that interact with accelerators. This paper addresses these challenges by providing a formal specification and high-level abstraction for accelerator functional behavior. It formalizes the concept of an Instruction Level Abstraction (ILA), developed informally in our previous work, and shows its application in modeling and verification of accelerators. This formal ILA extends the familiar notion of instructions to accelerators and provides a uniform, modular, and hierarchical abstraction for modeling software-visible behavior of both accelerators and programmable processors. We demonstrate the applicability of the ILA through several case studies of accelerators (for image processing, machine learning, and cryptography), and a general-purpose processor (RISC-V). We show how the ILA model facilitates equivalence checking between two ILAs, and between an ILA and its hardware finite-state machine (FSM) implementation. Further, this equivalence checking supports accelerator upgrades using the notion of ILA compatibility, similar to processor upgrades using ISA compatibility.Comment: 24 pages, 3 figures, 3 table

Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation vonSchaltungen und Systemen: MBMV 2015 - Tagungsband, Chemnitz, 03. - 04. März 2015

Der Workshop Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen (MBMV 2015) findet nun schon zum 18. mal statt. Ausrichter sind in diesem Jahr die Professur Schaltkreis- und Systementwurf der Technischen Universität Chemnitz und das Steinbeis-Forschungszentrum Systementwurf und Test. Der Workshop hat es sich zum Ziel gesetzt, neueste Trends, Ergebnisse und aktuelle Probleme auf dem Gebiet der Methoden zur Modellierung und Verifikation sowie der Beschreibungssprachen digitaler, analoger und Mixed-Signal-Schaltungen zu diskutieren. Er soll somit ein Forum zum Ideenaustausch sein. Weiterhin bietet der Workshop eine Plattform für den Austausch zwischen Forschung und Industrie sowie zur Pflege bestehender und zur Knüpfung neuer Kontakte. Jungen Wissenschaftlern erlaubt er, ihre Ideen und Ansätze einem breiten Publikum aus Wissenschaft und Wirtschaft zu präsentieren und im Rahmen der Veranstaltung auch fundiert zu diskutieren. Sein langjähriges Bestehen hat ihn zu einer festen Größe in vielen Veranstaltungskalendern gemacht. Traditionell sind auch die Treffen der ITGFachgruppen an den Workshop angegliedert. In diesem Jahr nutzen zwei im Rahmen der InnoProfile-Transfer-Initiative durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekte den Workshop, um in zwei eigenen Tracks ihre Forschungsergebnisse einem breiten Publikum zu präsentieren. Vertreter der Projekte Generische Plattform für Systemzuverlässigkeit und Verifikation (GPZV) und GINKO - Generische Infrastruktur zur nahtlosen energetischen Kopplung von Elektrofahrzeugen stellen Teile ihrer gegenwärtigen Arbeiten vor. Dies bereichert denWorkshop durch zusätzliche Themenschwerpunkte und bietet eine wertvolle Ergänzung zu den Beiträgen der Autoren. [... aus dem Vorwort

Cyber-security for embedded systems: methodologies, techniques and tools

L'abstract è presente nell'allegato / the abstract is in the attachmen