Electrónica. Las técnicas basadas en Mutación son una nueva tecnología que promete batir el índice de detección de bugs en las etapas de simulación y verificación de los chips más vanguardistas

Las técnicas basadas en Mutación son una nueva tecnología que promete batir el índice de detección de bugs en las etapas de simulación y verificación de los chips más vanguardistas.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas).- A medida que los diseños de chips se vuelven más robustos y complejos, las labores de verificación y pruebas requieren de una alto volumen de características adicionales a fin de cubrir con las especificaciones que demandan dichos proyectos. 
Los métodos utilizados por los grupos de ingenieros de desarrollo para la verificación y análisis de los modernos diseños, están sirviéndose de técnicas adaptativas de soluciones ya existentes, sin embargo aun con adecuaciones no es suficiente para hacer que el testbench simplifique las labores de detección de bugs u operaciones incorrectas en el cuerpo del código. 

Modelo común de la tecnología de pruebas basada en mutación.

La Sociedad de Cómputo de la IEEE, ha dispuesto información sobre un nuevo método que ha emergido como una solución eficaz para la administración y la adaptación de un sistema de pruebas y simulación para ejecutarse sobre los vanguardistas y complejos diseños de chips; esta técnica es conocida como Tecnología de Pruebas Basada en Mutación (MBTT).

Al utilizar las existentes plataformas de testing o análisis en nuestros diseños más modernos de chips, los ingenieros no encuentran la suficiente capacidad para refutar cualquier error en el cuerpo del código y por esta razón el MBTT es en la actualidad un sistema viable en el mejoramiento total de la calidad de verificación de los circuitos en ambientes basados en simulación. 


Métodos existentes

La verificación funcional en nuestro proyecto es una etapa que consume una porción enorme de tiempo y requiere recursos adicionales en comparación con los diseños menos complejos o típicos. La razón es porque los chips continúan creciendo en tamaño y complejidad, a lo cual los ingenieros diseñadores se ven comprometidos a incrementar sus esfuerzos y tiempo en la etapa de verificación para asegurar que los diseños finales contengan las especificaciones buscadas.

Aunque los ingenieros tienen a su disposición una gama considerable de herramientas de verificación para automatización y mejoramiento de la calidad en análisis y simulación, no es suficiente para evitar el retrabajo de revisiones para evitar errores de código. Una razón clave de esto es que no pueden ser medidos o analizados la habilidad para poner en un punto identificable o punto observable a los bugs o basura en el código y tampoco identificar los efectos ocasionados por ese bug. Al pensar en los actuales sistemas de pruebas, inmediatamente dirigimos nuestra atención a las veces en que éstos ignoran o pasan por alto dichos errores y por supuesto no permiten alcanzar las perspectivas de verificación.

El MBTT trabaja ejecutando cada una de las líneas, cubriendo de esta manera un rango alto de simulación y verificación a través de metodologías lógicas donde también se cambia cada señal, se reversan cada uno de los paths o bien se llevan a cabo otras actividades sumamente detalladas de muestreo. En comparación, los sistemas existentes en el mercado que son utilizados por los ingenieros no ostentan tanta cobertura en detalle como el Basado en Mutación. 
En un estudio publicado por la agencia de noticias especializada EDN, se expone que mientras exista una condición de insuficiencia en los métodos existentes de verificación para los chips modernos, “no puedes encontrar un bug o error si no `tocas´ el código relacionado con el error”.

En este sentido, la cobertura del código no dice nada acerca de la habilidad del entorno de verificación para dar a conocer los efectos de un error o bug ya que se asume que la fase de propagación está completa. En pocas palabras, el sistema realiza las labores de reconocimiento y búsqueda en el cuerpo del código pero de manera muy superficial, y como resultado no se interna línea por línea. Es por esto que los ingenieros aceptan que el resultado de la medición es pobre aunque se arroje información interesante. 


Técnicas basadas en mutación

La Tecnología de Pruebas Basada en Mutación (Mutation-Based Testing Technology) ha sido reconocida a la fecha como un sistema que brinda una solución más activa y acertada que los métodos comunes para la fase de verificación funcional de chips modernos. 
El origen de esta técnica data de la década de los 70´s y fue desarrollada como un software de pruebas. A través de los años, las investigaciones en este campo han traído como resultado el perfeccionamiento del sistema. El nombre de “Mutación” fue adoptado para el MBTT ya que es una modificación artificial del programa de pruebas inducido por un operador. Como resultado se cambia el comportamiento del programa probado con el fin de detectar el cambio o adecuación y cuando se identifica entonces el sistema comienza exterminar todos los mutantes o códigos mutados durante la etapa de la verificación. 
Finalmente es importante reconocer que en el campo de la verificación digital lógica, el principio básico de la inyección de faults o defectos al diseño es con el fin de revisar la calidad de ciertas partes del entorno de verificación como algunos ingenieros llevan a cabo cuando prevalece alguna duda sobre el testbench y no hay otra forma de obtener retroalimentación del diseño.

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