Entwurf Und Verifikation Mikroprogrammierter Rechnerarchitekturen

ISBN-13: 9783540183204 / Niemiecki / Miękka / 1987 / 327 str.

Werner Damm

Opis

Dieses Buch stellt eine Methodik zum systematischen Entwurf korrekter Mikroprogramme vor. Behandelt werden samtliche Phasen der Firmwareentwicklung: das Erstellen einer formalen Beschreibung der Anforderungen, Techniken zur hierarchischen Organisation des Entwurfs, die Mikroprogrammierung in einer geeigneten hoheren Mikroprogrammiersprache, sowie formale Techniken zur Uberprufung der Korrektheit des Entwurfs. Damit wird erstmals eine Firmwareverifikationsmethode vorgestellt, die sowohl fur beliebige Mikroarchitekturen einsetzbar ist als auch eine inkrementelle und modulare Verifikation des Entwurfs ermoglicht. Besonderes Gewicht wurde sowohl auf eine prazise mathematische Durchdringung des Firmwareentwurfs als auch auf die praktische Anwendbarkeit der Entwurfsmethode gelegt. Samtliche Konzepte und Techniken werden an Hand eines Emulationsbeispiels illustriert. Der Text enthalt ein einfuhrendes Kapitel, das sowohl die Grundbegriffe aus dem Bereich der Mikroprogrammierung als auch die verwendeten mathematischen Begriffsbildungen zusammenfasst. Die beiden Hauptteile behandeln jeweils den Entwurf sowie die Verifikationsmethodik. In Anhangen werden ausfuhrliche Entwurfs- und Verifikationsbeispiele gegeben. Das Buch bietet sowohl dem Entwickler grosserer Mikroprogramme als auch dem Ersteller von Firmwareentwicklungswerkzeugen einen geeigneten Rahmen zur Beherrschung der Komplexitat von Mikroarchitekturen. Fur Studenten der Informatik veranschaulicht der Text die Relevanz mathematischer Modellbildungen in einem konkreten Anwendungesgebiet."

Spis treści

1 Einleitung.- 2 Grundbegriffe der Firmwareverifikation.- 2.1 Ebenen einer Rechnerarchitektur.- 2.2 Mikroprogrammierung.- 2.3 Mikroprogrammierte Rechnerarchitekturen.- 2.4 Grundlagen der axiomatischen Verifikation von Firmware.- 3 Entwurf mikroprogrammierter Rechnerarchitekturen.- 3.1 Formale Beschreibung von Rechnerarchitekturen.- 3.1.1 Grundkonzepte von AADL.- 3.1.2 Formale Beschreibung von Mikroarchitekturen.- 3.1.3 Spezifikation von Zielarchitekturen.- 3.2 Die S*-Familie höherer Mikroprogrammiersprachen.- 3.3 Hierarchischer Entwurf von Rechnerarchitekturen.- 3.3.1 Grundprinzipien des hierarchischen Entwurfs mikroprogrammierter Rechnerarchitekturen.- 3.3.2 Die Speicherabbildung.- 3.3.3 Modifikation der hierarchischen Entwurfsmethode.- 4 Verifikation mikroprogrammierter Rechnerarchitekturen.- 4.1 Die Generierung der axiomatischen Spezifikation einer Operation.- 4.1.1 Die schwächste ableitbare Vorbedingung einer Operation.- 4.1.2 Die axiomatische Spezifikation einer Operation.- 4.1.3 Die Einbindung der axiomatischen Spezifikation als Anforderung an die Implementierung.- 4.2 Eine axiomatische Definition der S*-Familie.- 4.2.1 Axiomatisierung von Mikrooperationen.- 4.2.2 Konfliktanalyse in Mikroarchitekturen und ihre Einbettung in Beweisregeln für die parallele Ausführung von Mikrooperationen.- 4.2.3 Axiomatisierung prozessorabhängiger Kontrollstrukturen von S*.- 4.2.4 Axiomatisierung prozessorunabhängiger Kontrollstrukturen und der Dokumentationsbefehle von S*.- Zusammenfassung.- Danksagung.- Fußnoten.- Al Anhang 1.- A1.1 Spezifikation der Makroarchitektur der NOVA 1200.- A1.2 Formale Beschreibung der Mikroarchitektur der MICRODATA 1600.- A1.3 Definition der Zwischenarchitektur.- A2 Anhang 2.- Die Syntax von S*.- A3 Anhang 3.- Konfliktanalyse zwischen dynamischen Speicherausdrücken.- A4 Anhang4 : Ein Beispielbeweis.- A4.1 Diskussion des Beweises.- A4.2 Schematische Darstellung des Beweises.- A4.3 Berechnung der schwächsten Vorbedingung.- A4.4 Einige Vereinfachungsregeln.- Stichwortverzeichnis.- Verzeichnis der Abbildungen.