FPGA Interactive Debugging Tools Testing via Mutation Diversification Search

Wang, Xiaoyu

doi:10.1145/3769119

FPGA Interactive Debugging Tools Testing via Mutation Diversification Search

2026-03-01

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DOI：10.1145/3769119

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FPGA交互式调试工具通过强大的内置交互式调试工具帮助工程师快速检测和纠正RTL设计中的错误。交互式调试过程确保了RTL设计的准确性和开发效率。对这类FPGA交互式调试工具进行严格测试至关重要，因为工程师可能因工具中的错误而误读RTL设计并引入不正确的修复，从而导致安全风险。本研究提出了一种新颖的差分测试方法，称为ID-Hunter，这是首次利用多臂赌博机（MAB）指导的变异多样化搜索来生成RTL设计以测试FPGA交互式调试工具的研究。ID-Hunter由三个组件组成：变异规则组件、交互式变异优化组件和差分测试组件。变异规则组件设计了两种类型的变异规则（即程序转换和交互式调试器动作转换），以在交互式调试期间生成等价RTL设计。然后，组合变异优化组件通过MAB进行变异多样化搜索，以引导基于探索变异规则记忆的在线交互式调试过程中有效RTL设计的构建。ID-Hunter随后通过差分测试组件分析这些RTL设计的输出来检测错误。具体而言，ID-Hunter考虑了变异规则之间的多样性，以有效探索输入空间，并根据每个探索变异规则下的测试结果学习哪些空间部分更容易触发错误。在三个月内，ID-Hunter报告了15个错误问题，其中10个被Xilinx支持确认是错误，并有3个已修复。

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FPGA

RTL designs

interactive debugger

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