一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法及系统与流程

本发明涉及数字集成电路设计与验证，尤其涉及一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法及系统。

背景技术：

1、在数字芯片前端验证中，传统方法主要依赖计分板（scoreboard）机制：由参考模型（reference model）产生黄金（golden）数据，再由计分板将被测设计（dut）输出与黄金数据进行逐笔或逐事务的数值比对，以判定dut行为是否正确。该机制在输出形式固定、时序规整的场景下工作良好，但在以下场景中表现出明显局限：其一，对乱序输出、丢包、间隔输出等行为的处理较为僵硬，需要编写大量定制化比较逻辑；其二，对“输出形式正确但语义依赖前置条件”的场景（例如在特定状态机状态下允许不输出、在特定配置下结果需按字段重新解释）难以用固定数值比对表达；其三，当设计规范频繁迭代时，黄金参考模型与计分板维护成本较高。

2、近年来，大语言模型（llm）在自然语言理解与推理方面展现出较强能力，已有方案尝试将其用于验证相关环节，如测试场景生成、sva断言生成或失败日志诊断。

3、然而，现有方案多将大模型作为离线辅助工具，缺乏对仿真时间轴事件循环的实时耦合，也未给出缓解模型幻觉、保证判定可审计性的工程闭环。

4、因此，亟需一种能够将大模型推理嵌入动态仿真过程、并与传统验证流程协同工作的技术方案以解决上述技术缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法及系统，以在动态仿真过程中，以自然语言判定式结合大模型推理，对dut行为进行实时、可回灌、可复核的正确性判定。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，包括：

3、在电子设计自动化仿真器运行被测设计dut的动态仿真环境中，通过按仿真时间点提取关键信号与事务信息，以生成结构化中间表示；

4、根据设计规范抽取前置条件与正确性约束，并将其序列化为自然语言判定式；

5、通过采用所述结构化中间表示填充所述自然语言判定式，以获得待推理判定文本；

6、在仿真事件触发的事务或阶段窗口内，调用大语言模型llm对所述待推理判定文本进行推理，以输出包含判定结论、置信度及依据片段的结构化推理结果；

7、通过将所述结构化推理结果作为断言类事件写回仿真器，以参与覆盖率统计与回归验证的结果判定。

8、优选的，所述结构化中间表示包含从被测设计dut的接口信号、内部状态机编码及事务级监控信息中抽取并序列化的键值对集合，而非原始仿真日志的直传。

9、优选的，所述自然语言判定式根据设计规范以规则模板方式派生，所述规则模板包含前置条件字段、允许行为集合字段及正确性约束字段。

10、优选的，所述调用大语言模型对所述待推理判定文本进行推理，包括：通过在仿真时间轴上按事务边界或阶段边界被切分为推理窗口，以实现与电子设计自动化仿真器事件循环相耦合的实时推理。

11、优选的，所述置信度由语义一致性置信度、规则覆盖度置信度、推理稳定性置信度及上下文完整性置信度四类信号进行加权融合得到。

12、优选的，所述语义一致性置信度通过读取大语言模型在输出判定词时的softmax概率分布或对应词元token的负对数似然得到；

13、所述规则覆盖度置信度根据当前自然语言判定式中显式引用的约束规则数量与当前仿真场景下全部约束规则数量的比值确定；

14、所述推理稳定性置信度通过在同一仿真事件窗口内使用相同结构化输入重复调用大语言模型llm的次数n、并统计n次输出判定结果的一致性比例得到；

15、所述上下文完整性置信度根据当前仿真事件窗口内关键信号的采样完整性确定，当检测到事务跨越窗口边界或关键信号丢失时所述上下文完整性置信度相应降低。

16、优选的，还包括双轨复核过程，当大语言模型llm的判定结论为失败或置信度处于预设低阈值与预设高阈值之间时，则触发基于黄金参考模型rm或形式化检查器的复核；仅当大语言模型llm与黄金参考模型rm或形式化检查器的双轨结论一致时，将对应事件计为确认缺陷，若双轨结论不一致，则回退至传统计分板比对或挂起交由人工确认。

17、优选的，还包括置信度回退过程，当所述置信度高于预设高阈值时，将大语言模型llm的判定结论直接作为仿真断言事件写回仿真器；当所述置信度处于预设低阈值与预设高阈值之间时，则触发黄金参考模型rm或形式化检查器进行双轨复核；当所述置信度低于预设低阈值或大语言模型llm的判定结论为无法判定时，则回退至传统计分板比对或挂起交由人工确认。

18、优选的，所述电子设计自动化仿真器包括eda仿真器；所述仿真时间点包含时钟边沿、事务起始和结束边界或覆盖率事件触发点；所述大语言模型llm的部署方式包括本地化或受控私有化部署，仿真数据在调用过程中不出境至公共云。

19、本发明还提供了一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证系统，用于执行如上述所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，包括：

20、监测采集模块，用于按仿真时间点提取被测设计dut的关键信号与事务信息；

21、结构化序列化模块，用于生成结构化中间表示；

22、规则模板存储模块，用于存储规则模板模块，根据设计规范，通过规则模板模块抽取前置条件与正确性约束，并将其序列化为自然语言判定式；

23、大语言模型推理代理模块，用于在仿真事件触发的事务或阶段窗口内，调用部署的大语言模型llm对待推理判定文本进行推理，输出包含判定结论、置信度及依据片段的结构化推理结果；

24、结果回灌与双轨复核模块，用于将结构化推理结果作为断言类事件写回仿真器；

25、覆盖率与回归统计模块，用于对断言类事件进行汇总，并参与覆盖率统计与回归验证的结果判定。

26、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

27、本发明该方法在传统计分板（scoreboard）数值比对之外，引入与eda仿真器事件循环耦合的自然语言推理判定机制。在仿真运行过程中，由监测模块按仿真时间点提取被测设计（dut）的关键信号与事务信息，生成结构化中间表示；规则模板模块根据设计规范抽取前置条件与正确性约束，序列化为自然语言判定式；推理代理在事务/阶段窗口内调用本地或受控部署的大语言模型，对当前dut行为是否满足判定式进行推理，输出包含判定结论、置信度及依据片段的结构化结果；结果回写模块将该推理事件写回仿真器，参与断言、覆盖率与回归统计。即通过将大模型推理与仿真事件循环耦合，并以规则模板化、结果回灌、双轨复核与置信度回退等机制形成工程闭环，能够在乱序、条件性抑制及语义依赖前置配置等场景中提升验证灵活性与覆盖率，同时缓解模型幻觉带来的误判风险，并可与传统计分板混合调度、兼容现有uvm验证环境。

1.一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，所述结构化中间表示包含从被测设计dut的接口信号、内部状态机编码及事务级监控信息中抽取并序列化的键值对集合，而非原始仿真日志的直传。

3.如权利要求1所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，所述自然语言判定式根据设计规范以规则模板方式派生，所述规则模板包含前置条件字段、允许行为集合字段及正确性约束字段。

4.如权利要求1所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，所述调用大语言模型对所述待推理判定文本进行推理，包括：通过在仿真时间轴上按事务边界或阶段边界被切分为推理窗口，以实现与电子设计自动化仿真器事件循环相耦合的实时推理。

5.如权利要求1所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，所述置信度由语义一致性置信度、规则覆盖度置信度、推理稳定性置信度及上下文完整性置信度四类信号进行加权融合得到。

6.如权利要求5所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，所述语义一致性置信度通过读取大语言模型在输出判定词时的softmax概率分布或对应词元token的负对数似然得到；

7.如权利要求1所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，还包括双轨复核过程，当大语言模型llm的判定结论为失败或置信度处于预设低阈值与预设高阈值之间时，则触发基于黄金参考模型rm或形式化检查器的复核；仅当大语言模型llm与黄金参考模型rm或形式化检查器的双轨结论一致时，将对应事件计为确认缺陷，若双轨结论不一致，则回退至传统计分板比对或挂起交由人工确认。

8.如权利要求1所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，还包括置信度回退过程，当所述置信度高于预设高阈值时，将大语言模型llm的判定结论直接作为仿真断言事件写回仿真器；当所述置信度处于预设低阈值与预设高阈值之间时，则触发黄金参考模型rm或形式化检查器进行双轨复核；当所述置信度低于预设低阈值或大语言模型llm的判定结论为无法判定时，则回退至传统计分板比对或挂起交由人工确认。

9.如权利要求1所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，所述电子设计自动化仿真器包括eda仿真器；所述仿真时间点包含时钟边沿、事务起始和结束边界或覆盖率事件触发点；所述大语言模型llm的部署方式包括本地化或受控私有化部署，仿真数据在调用过程中不出境至公共云。

10.一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证系统，用于执行如权利要求1~9任一项所述的一种基于大语言模型的数字芯片动态仿真验证方法，其特征在于，包括：