论文

面向早期原理图前嵌入式系统设计的LLM驱动、数据手册感知自动硬件兼容性验证

LLM-Driven, Datasheet-Aware Automated Hardware Compatibility Verification for Early-Stage, Pre-Schematic Embedded System Design

应用与实践上下文与知识上下文工程科学研究

摘要

我们提出一个LLM驱动、感知数据手册的早期硬件兼容性验证框架,它基于硬件数据手册和高层组件连接描述来识别文档级接口不兼容问题。它不需要详细原理图仿真和实现,因此可以在这些阶段之前使用。我们将可信的LLM辅助设计自动化视为不是直接从文档生成答案,而是通过可追溯的验证阶段转换工程信息。给定硬件数据手册和高层组件连接描述,该框架构建一个捕捉设备连接和共享交互域的设计图,只检索显式的、面向领域的验证标准所需的工程属性,并生成用于兼容性评估的确定性脚本。通过将兼容性分析分解为模块化阶段并保留中间结果,该框架降低了上下文开销,提高了透明度和可处理性,实现了扩展,并避免依赖LLM进行数值计算。在包含34份数据手册的七个嵌入式系统设计上评估,我们的框架达到97.5%的兼容性验证准确率,与"上传即查询"工作流相比输入上下文规模减少8.6倍。这些结果证明了在设计早期阶段进行基于规范的LLM辅助硬件兼容性验证的可行性,以及模块化任务分解、形式化验证标准和任务感知的紧凑上下文构建的必要性与巨大收益。

面向早期原理图前嵌入式系统设计的LLM驱动、数据手册感知自动硬件兼容性验证:论文配图
图1:DEVICES的系统流程。验证准则((a),III-A节)指导属性检索与验证脚本生成。给定高层组件连接描述,DEVICES构建设计图骨架来表示系统连接((b),III-B节)。随后,对每个网络节点,依据验证准则指定的所需属性,从硬件知识图谱中分层检索相关属性((c),III-C节)。最后,将检索到的属性、相应评估程序与确定性兼容规则组装成每个网络节点的任务感知上下文,DEVICES据此生成用于兼容性验证的Python脚本((d),III-D节)。硬件知识图谱使用我们的配套工作构建。