Formal verification of analog and mixed signal designs: A survey

Analog and mixed signal (AMS) designs are an important part of embedded systems that link digital designs to the analog world. Due to challenges associated with its verification process, AMS designs require a considerable portion of the total design cycle time. In contrast to digital designs, the verification of AMS systems is a challenging task that requires lots of expertise and deep understanding of their behavior. Researchers started lately studying the applicability of formal methods for the verification of AMS systems as a way to tackle the limitations of conventional verification methods like simulation. This paper surveys research activities in the formal verification of AMS designs as well as compares the different proposed approaches

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

Knowledge Representation in Engineering 4.0

This dissertation was developed in the context of the BMBF and EU/ECSEL funded projects GENIAL! and Arrowhead Tools. In these projects the chair examines methods of specifications and cooperations in the automotive value chain from OEM-Tier1-Tier2. Goal of the projects is to improve communication and collaborative planning, especially in early development stages. Besides SysML, the use of agreed vocabularies and on- tologies for modeling requirements, overall context, variants, and many other items, is targeted. This thesis proposes a web database, where data from the collaborative requirements elicitation is combined with an ontology-based approach that uses reasoning capabilities. For this purpose, state-of-the-art ontologies have been investigated and integrated that entail domains like hardware/software, roadmapping, IoT, context, innovation and oth- ers. New ontologies have been designed like a HW / SW allocation ontology and a domain-specific "eFuse ontology" as well as some prototypes. The result is a modular ontology suite and the GENIAL! Basic Ontology that allows us to model automotive and microelectronic functions, components, properties and dependencies based on the ISO26262 standard among these elements. Furthermore, context knowledge that influences design decisions such as future trends in legislation, society, environment, etc. is included. These knowledge bases are integrated in a novel tool that allows for collabo- rative innovation planning and requirements communication along the automotive value chain. To start off the work of the project, an architecture and prototype tool was developed. Designing ontologies and knowing how to use them proved to be a non-trivial task, requiring a lot of context and background knowledge. Some of this background knowledge has been selected for presentation and was utilized either in designing models or for later immersion. Examples are basic foundations like design guidelines for ontologies, ontology categories and a continuum of expressiveness of languages and advanced content like multi-level theory, foundational ontologies and reasoning. Finally, at the end, we demonstrate the overall framework, and show the ontology with reasoning, database and APPEL/SysMD (AGILA ProPErty and Dependency Descrip- tion Language / System MarkDown) and constraints of the hardware / software knowledge base. There, by example, we explore and solve roadmap constraints that are coupled with a car model through a constraint solver.Diese Dissertation wurde im Kontext des von BMBF und EU / ECSEL gefördertem Projektes GENIAL! und Arrowhead Tools entwickelt. In diesen Projekten untersucht der Lehrstuhl Methoden zur Spezifikationen und Kooperation in der Automotive Wertschöp- fungskette, von OEM zu Tier1 und Tier2. Ziel der Arbeit ist es die Kommunikation und gemeinsame Planung, speziell in den frühen Entwicklungsphasen zu verbessern. Neben SysML ist die Benutzung von vereinbarten Vokabularen und Ontologien in der Modellierung von Requirements, des Gesamtkontextes, Varianten und vielen anderen Elementen angezielt. Ontologien sind dabei eine Möglichkeit, um das Vermeiden von Missverständnissen und Fehlplanungen zu unterstützen. Dieser Ansatz schlägt eine Web- datenbank vor, wobei Ontologien das Teilen von Wissen und das logische Schlussfolgern von implizitem Wissen und Regeln unterstützen. Diese Arbeit beschreibt Ontologien für die Domäne des Engineering 4.0, oder spezifischer, für die Domäne, die für das deutsche Projekt GENIAL! benötigt wurde. Dies betrifft Domänen, wie Hardware und Software, Roadmapping, Kontext, Innovation, IoT und andere. Neue Ontologien wurden entworfen, wie beispielsweise die Hardware-Software Allokations-Ontologie und eine domänen-spezifische "eFuse Ontologie". Das Ergebnis war eine modulare Ontologie-Bibliothek mit der GENIAL! Basic Ontology, die es erlaubt, automotive und mikroelektronische Komponenten, Funktionen, Eigenschaften und deren Abhängigkeiten basierend auf dem ISO26262 Standard zu entwerfen. Des weiteren ist Kontextwissen, welches Entwurfsentscheidungen beinflusst, inkludiert. Diese Wissensbasen sind in einem neuartigen Tool integriert, dass es ermöglicht, Roadmapwissen und Anforderungen durch die Automobil- Wertschöpfungskette hinweg auszutauschen. On tologien zu entwerfen und zu wissen, wie man diese benutzt, war dabei keine triviale Aufgabe und benötigte viel Hintergrund- und Kontextwissen. Ausgewählte Grundlagen hierfür sind Richtlinien, wie man Ontologien entwirft, Ontologiekategorien, sowie das Spektrum an Sprachen und Formen von Wissensrepresentationen. Des weiteren sind fort- geschrittene Methoden erläutert, z.B wie man mit Ontologien Schlußfolgerungen trifft. Am Schluss wird das Overall Framework demonstriert, und die Ontologie mit Reason- ing, Datenbank und APPEL/SysMD (AGILA ProPErty and Dependency Description Language / System MarkDown) und Constraints der Hardware / Software Wissensbasis gezeigt. Dabei werden exemplarisch Roadmap Constraints mit dem Automodell verbunden und durch den Constraint Solver gelöst und exploriert

Foundations of Software Science and Computation Structures

This open access book constitutes the proceedings of the 25th International Conference on Foundations of Software Science and Computational Structures, FOSSACS 2022, which was held during April 4-6, 2022, in Munich, Germany, as part of the European Joint Conferences on Theory and Practice of Software, ETAPS 2022. The 23 regular papers presented in this volume were carefully reviewed and selected from 77 submissions. They deal with research on theories and methods to support the analysis, integration, synthesis, transformation, and verification of programs and software systems

Anwendungen von #SAT Solvern für Produktlinien: Masterarbeit

Product lines are widely used for managing families of similar products. Typically, product lines are complex and infeasible to analyze manually. In the last two decades, product-line analyses have been reduced to satisfiability problems which are well understood. However, there are methods for which satisfiability is not sufficient. Recently, researchers begun to reduce other problems to #SAT. Yet, only few applications have been considered and those are fairly limited in their scope. Furthermore, the authors mainly propose ad-hoc solutions that are only applicable under certain restrictions or do not scale to large product lines. In this thesis, we aim show the benefits of applying #SAT for the analysis of product lines. To this end, we make the following contributions: First, we summarize applications dependent on #AT considered in the literature and propose new applications to motivate the usage of #SAT technology. Second, we present a variety of algorithms and optimizations for these applications including new proposals. Third, we empirically evaluate 10 proposed algorithms with 14 off-the-shelf #SAT solvers on 131 industrial feature models to identify the fastest algorithms and solvers. Our results show that for each analysis at least one algorithm and solver scale on a vast majority of the feature models, whereas Linux and an automotive model not be analyzed at all. In addition, our results further reveal the benefits of knowledge compilation to deterministic decomposable negation normal form for performing counting-based analyses. Overall, our work shows that #SAT dependent analyses for feature models open a new variety of different applications and scale to a large number of industrial feature models.Produktlinien sind weit verbreitet für die Verwaltung von Familien verwandter Pro- dukte. In der Regel sind Produktlinien komplex und manuell schwer zu analysieren. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden Produktlinienanalysen auf Erfüllbarkeit- sprobleme reduziert, für welche es eine Vielzahl an effizienten Werkzeugen gibt. Allerdings ist Erfüllbarkeit nicht für alle Analysen hinreichend. Kürzlich haben Forscher damit begonnen, andere Probleme auf #SAT zu reduzieren. Es wur- den jedoch nur wenige Anwendungen in Betracht gezogen und auch der Anwen- dungsbereich ist begrenzt. Darüber hinaus schlagen die Autoren hauptsächlich Ad-hoc-Lösungen vor, die nur unter bestimmten Einschränkungen der Produktlin- ien anwendbar sind oder nicht für große Produktlinien skalieren. In dieser Arbeit zeigen wir die Vorteile von #SAT Anwendungen für Produtlinien auf. Unser wis- senschaftlicher Beitrag besteht aus den folgenden drei Punkten: Zuerst fassen wir die in der Literatur betrachteten #SAT-Anwendungen zusammen und schlagen neue Anwendungen vor, um den Einsatz von #SAT-Technologien zu motivieren. Zweit- ens stellen wir eine Vielzahl von Algorithmen und Optimierungen für diese Anwen- dungen vor, einschließlich neuer Vorschläge. Drittens führen wir eine empirische Evaluation von 10 der vorgeschlagenen Algorithmen mit 14 #SAT-Solvern auf 131 industriellen Feature-Modellen aus, um die schnellsten Algorithmen und Solver zu identifizieren. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen, dass wir für jede Analyse wenig- stens einen Algorithmus und Solver identifiziert haben, die für industrielle Feature- Modelle skalieren. Dazu sind die Ergebnisse ein starker Indikator für die Vorteile des Einsatzes von d-DNNFs bei #SAT-Anwendungen. Insgesamt zeigt unsere Ar- beit, dass #SAT-abhängige Analysen für Feature-Modelle eine Vielzahl neuer un- terschiedlicher Anwendungen ermöglicht und für viele industirelle Feature-Modelle skaliert

Foundations of Software Science and Computation Structures

This open access book constitutes the proceedings of the 25th International Conference on Foundations of Software Science and Computational Structures, FOSSACS 2022, which was held during April 4-6, 2022, in Munich, Germany, as part of the European Joint Conferences on Theory and Practice of Software, ETAPS 2022. The 23 regular papers presented in this volume were carefully reviewed and selected from 77 submissions. They deal with research on theories and methods to support the analysis, integration, synthesis, transformation, and verification of programs and software systems

Q(sqrt(-3))-Integral Points on a Mordell Curve

We use an extension of quadratic Chabauty to number fields,recently developed by the author with Balakrishnan, Besser and M ̈uller,combined with a sieving technique, to determine the integral points overQ(√−3) on the Mordell curve y2 = x3 − 4

Multi-Agent Systems

A multi-agent system (MAS) is a system composed of multiple interacting intelligent agents. Multi-agent systems can be used to solve problems which are difficult or impossible for an individual agent or monolithic system to solve. Agent systems are open and extensible systems that allow for the deployment of autonomous and proactive software components. Multi-agent systems have been brought up and used in several application domains

Combinatorics of Pisot Substitutions

Siirretty Doriast