CN114417763A - 一种形式验证的方法、系统、设备和存储介质 - Google Patents

一种形式验证的方法、系统、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种形式验证的方法、系统、设备和存储介质,方法包括:使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。本发明针对不同的形式验证工作模式生成对应的验证平台框架,在提高验证效率的同时,不仅提高了验证环境的可复用性,还缩短了验证周期。

Description

一种形式验证的方法、系统、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及芯片设计领域,更具体地,特别是指一种形式验证的方法、系统、设备和存储介质。
背景技术
科技的高速发展带动芯片行业发展迅猛,提高验证可靠性可大大提高芯片成功的概率。目前主流的验证方式是使用UVM(Universal Verification Methodology,通用验证方法学)平台进行仿真验证,该验证方式采用编写直接测试用例加随机约束条件来达到验证目的,为了提高验证可靠性,在验证过程中还需要定义功能覆盖率,必要时需要编写比对模型等,但是对于一些比较难达到的场景,该验证方式很难去构造,因此对于隐藏较深的Bug(漏洞)就不太容易发现,形式验证方式的出现可与仿真验证方式进行互补,该验证方式可控制所有的输入信号,并且对输入信号在满足输入约束的条件下进行充分随机,输入信号的随机组合充分保证了所有验证场景都可达到,更加保证了验证的可靠性。
但形式验证中包含多种工作模式,每种工作模式所针对的具体验证方案都不同,例如:FPV(形式化属性检查)模式是SVA(SystemVerilog断言)文件与RTL(寄存器传输级)代码之间进行检查;SEQ(等价性检查)模式是两个不同版本的RTL代码进行检查;CC(连接性检查)模式是TCL(工具命令语言)文件或CSV(以逗号分隔的文本格式)文件与RTL代码之间进行检查。不同工作模式所需要检查的文件不同。对于形式验证来说,即使是同一种工作模式,不同的验证工程师都会有不同的搭建验证环境的方式,从而导致形式验证平台结构不统一,可复用性差等缺点。并且在制定形式验证策略时需要提前确定好验证当前模块所需的具体工作模式和验证边界,考虑好DUT(待验证设计)中不需要使用形式验证方式验证的内部小模块,之后再搭建验证环境。再加上项目初期,设计不稳定,顶层端口改动较大,需要在原有环境基础上进行升级改造,形式验证方式的多种应用模式对应多种验证环境,如果验证环境由多个工程师开发就会有多种不同的代码风格,那么开发好的验证组件就很难复用到其他项目。为了解决这些问题,在有限的资源下,使不同经验的工程师可以快速搭建形式验证平台,并且具有统一的风格,方便管理与维护,一个统一规范的的形式验证平台开发是各大企业迫切需要的。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提出一种形式验证的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质,本发明可以快速产生验证平台目录结构,通过少量的用户参数,生成完整的验证平台。并且支持形式验证中多种工作模式的选择,可针对不同工作模式的特点产生对应的验证平台框架。对于待验证设计中一些不需要检查的内部小模块,用户可通过设置参数将其设置为黑盒模式(black_box),从而实现待验证设计层次可定制化。同时可以自动根据环境配置,生成可直接使用的脚本文件,用以编译仿真。
基于上述目的,本发明实施例的一方面提供了一种形式验证的方法,包括如下步骤:使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
在一些实施方式中,方法还包括:根据所述用户自定义文件生成验证环境顶层文件端口信号列表和检查机制文件端口信号列表。
在一些实施方式中,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:获取所述用户自定义文件中的待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名,并根据所述待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名提取待验证设计端口信号作为验证环境顶层文件的端口信号。
在一些实施方式中,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:使用间例化的方式将待验证设计的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,并将待验证设计端口信号复制到检查机制文件的端口列表中。
本发明实施例的另一方面,提供了一种形式验证的系统,包括:模板模块,配置用于使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;验证模块,配置用于响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;调用模块,配置用于调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及执行模块,配置用于在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
在一些实施方式中,系统还包括列表模块,配置用于:根据所述用户自定义文件生成验证环境顶层文件端口信号列表和检查机制文件端口信号列表。
在一些实施方式中,所述执行模块配置用于:获取所述用户自定义文件中的待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名,并根据所述待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名提取待验证设计端口信号作为验证环境顶层文件的端口信号。
在一些实施方式中,所述执行模块还配置用于:使用间例化的方式将待验证设计的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,并将待验证设计端口信号复制到检查机制文件的端口列表中。
本发明实施例的又一方面,还提供了一种计算机设备,包括:至少一个处理器;以及存储器,所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。
本发明实施例的再一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
本发明具有以下有益技术效果:通过读取用户自定义文件,可灵活设置需要设置成black box的模块,定制待验证设计的层次,从而快速生成对应的验证平台框架。用户自定义文件的输入参数简单、清晰,易于理解,通过读取用户自定义文件可自动完成验证环境顶层文件端口信号列表和SVA文件端口信号列表的产生,同时脚本通过Verilog语言例化的方式自动完成验证环境与待验证设计的连接,并且可自动根据环境配置,生成可直接使用的脚本文件,用以编译仿真。不需要验证工程师手动连接验证环境和配置脚本文件,全部使用脚本处理,减少了工程师手动连接环境失误的可能性,并且也不需要工程师有更多的形式验证基础知识,只需简单的了解形式验证地原理并且会简单地使用仿真工具就可完成整个验证,在提高验证效率的同时,不仅提高了验证环境的可复用性,还缩短了验证周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明提供的形式验证的方法的实施例的示意图;
图2为形式验证流程图;
图3为本发明提供的形式验证的方法的实施例的流程图;
图4为本发明提供的形式验证的系统的实施例的示意图;
图5为本发明提供的形式验证的计算机设备的实施例的硬件结构示意图;
图6为本发明提供的形式验证的计算机存储介质的实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是,本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量,可见“第一”“第二”仅为了表述的方便,不应理解为对本发明实施例的限定,后续实施例对此不再一一说明。
本发明实施例的第一个方面,提出了一种形式验证的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的形式验证的方法的实施例的示意图。如图1所示,本发明实施例包括如下步骤:
S1、使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;
S2、响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;
S3、调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及
S4、在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
形式验证是唯一一个使用数学分析的方式去保证待验证设计每个功能点正确并对待验证设计中所有可能出现的行为进行详尽的探索的验证方式。形式验证尽管有数十种工作模式,但不管是哪种工作模式,其大概验证思路是一致的,都需要先确定验证范围,评估验证难度,通过阅读设计文档了解待验证设计的全部功能点,从而根据待验证设计的特点确定形式验证的具体工作模式。图2为形式验证流程图。
图2中的验证环境主要包括检查机制(checker)、约束文件(constraint)、断言文件、脚本文件(SVA/TCL)等,在搭建完验证环境后使用形式验证仿真工具进行编译和仿真。仿真结果有三种:checker检查成功、checker检查失败、如果checker本身编写的不合理,条件不成立时,那么仿真结果就是不确定状态,这时需要验证人员重新修改checker再进行编译和仿真。
对于每种工作模式来说,虽然形式验证流程一样,但每种模式的工作原理却大不相同,例如CC模式需要环境输入CSV文件,FPV模式则需要环境输入SVA文件等,并且对于待验证设计中例如寄存器模块等,如果验证环境对这些模块不进行处理,不仅没有验证意义而且还会使得仿真速度变得很慢。本发明实施例能够解决为了兼容形式验证中不同工作模式导致验证环境不统一,且不必要验证模块影响仿真速度的问题。图3是本发明提供的形式验证的方法的实施例的流程图。结合图3对本发明实施例进行说明。
使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件。使用通用的模板语法(例如jinjia2等)规则描述每种工作模式所需要文件的模板。通用的模板(例如jinjia2)语法规则所对应的模板文件主要包含每种工作模式的所需环境组件以及基础配置,以FPV工作模式为例,在formal.list中指定APP Mode为FPV后,脚本文件(例如Genformal.py)会先产生FPV模式所对应的形式验证框架,接着调用Jinja2语法规则所描述的FPV模式的脚本文件模板和检查机制文件(SVA)模板,并且模板放到对应的形式验证框架的具体目录下,之后Genformal.py脚本会读取formal.list。用户自定义文件formal.list的部分格式如下所示,在formal.list文件中需要指定项目名称、工作模式(APP Mode)、待验证设计文件列表所在的路径,待验证设计顶层模块名,需要black box的模块名、时钟频率和复位信号等:
Pro Name:Project A
APP Mode:CC/FPV…
Dut Path:./dut.sv
Top Name:dut_top
Black box Module Name:register_top
CLK Frequency:
Reset Signal Name:
响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架。在用户自定义文件中指定具体工作模式后,脚本文件会针对指定的工作模式产生对应的形式验证框架。
调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中。
在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
在一些实施方式中,方法还包括:根据所述用户自定义文件生成验证环境顶层文件端口信号列表和检查机制文件端口信号列表。用户自定义文件的输入参数简单、清晰,易于理解,通过读取用户自定义文件可自动完成验证环境顶层文件端口信号列表和SVA文件端口信号列表的产生。
在一些实施方式中,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:获取所述用户自定义文件中的待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名,并根据所述待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名提取待验证设计端口信号作为验证环境顶层文件的端口信号。通过formal.list中的Dut Path(待验证设计文件列表所在的路径)和Top Name(待验证设计顶层模块名)两项将具体待验证设计端口信号提取出来作为验证环境顶层文件的端口信号。
在一些实施方式中,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:使用间例化的方式将待验证设计的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,并将待验证设计端口信号复制到检查机制文件的端口列表中。使用Verilog语言模块间例化的方式将待验证设计中的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,同时也将待验证设计端口信号复制到SVA文件的端口列表中,供后续SVA文件编写assertion(断言)使用。断言是一种在程序中的一阶逻辑(如:一个结果为真或假的逻辑判断式),目的为了表示与验证软件开发者预期的结果——当程序执行到断言的位置时,对应的断言应该为真,若断言不为真时,程序会中止执行,并给出错误信息。SVA还提供了许多内嵌的函数用于测试特定的时序关系和自动收集功能覆盖率数据,并且当断言失败时,仿真系统会根据失败断言的严重程度来决定是打印一条错误提示信息还是退出仿真过程,便于定位出错的位置。
本发明实施例通过读取用户自定义文件,可灵活设置需要设置成black box的模块,定制待验证设计的层次,从而快速生成对应的验证平台框架。用户自定义文件的输入参数简单、清晰,易于理解,通过读取用户自定义文件可自动完成验证环境顶层文件端口信号列表和SVA文件端口信号列表的产生,同时脚本通过Verilog语言例化的方式自动完成验证环境与待验证设计的连接,并且可自动根据环境配置,生成可直接使用的脚本文件,用以编译仿真。不需要验证工程师手动连接验证环境和配置脚本文件,全部使用脚本处理,减少了工程师手动连接环境失误的可能性,并且也不需要工程师有更多的形式验证基础知识,只需简单的了解形式验证地原理并且会简单地使用仿真工具就可完成整个验证,在提高验证效率的同时,不仅提高了验证环境的可复用性,还缩短了验证周期。
需要特别指出的是,上述形式验证的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减,因此,这些合理的排列组合变换之于形式验证的方法也应当属于本发明的保护范围,并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
基于上述目的,本发明实施例的第二个方面,提出了一种形式验证的系统。如图4所示,系统200包括如下模块:模板模块,配置用于使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;验证模块,配置用于响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;调用模块,配置用于调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及执行模块,配置用于在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
在一些实施方式中,系统还包括列表模块,配置用于:根据所述用户自定义文件生成验证环境顶层文件端口信号列表和检查机制文件端口信号列表。
在一些实施方式中,所述执行模块配置用于:获取所述用户自定义文件中的待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名,并根据所述待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名提取待验证设计端口信号作为验证环境顶层文件的端口信号。
在一些实施方式中,所述执行模块还配置用于:使用间例化的方式将待验证设计的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,并将待验证设计端口信号复制到检查机制文件的端口列表中。
基于上述目的,本发明实施例的第三个方面,提出了一种计算机设备,包括:至少一个处理器;以及存储器,存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令,指令由处理器执行以实现如下步骤:S1、使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;S2、响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;S3、调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及S4、在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
在一些实施方式中,步骤还包括:根据所述用户自定义文件生成验证环境顶层文件端口信号列表和检查机制文件端口信号列表。
在一些实施方式中,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:获取所述用户自定义文件中的待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名,并根据所述待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名提取待验证设计端口信号作为验证环境顶层文件的端口信号。
在一些实施方式中,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:使用间例化的方式将待验证设计的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,并将待验证设计端口信号复制到检查机制文件的端口列表中。
如图5所示,为本发明提供的上述形式验证的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。
以如图5所示的装置为例,在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302。
处理器301和存储器302可以通过总线或者其他方式连接,图5中以通过总线连接为例。
存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如本申请实施例中的形式验证的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理,即实现形式验证的方法。
存储器302可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据形式验证的方法的使用所创建的数据等。此外,存储器302可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个形式验证的方法对应的计算机指令303存储在存储器302中,当被处理器301执行时,执行上述任意方法实施例中的形式验证的方法。
执行上述形式验证的方法的计算机设备的任何一个实施例,可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行形式验证的方法的计算机程序。
如图6所示,为本发明提供的上述形式验证的计算机存储介质的一个实施例的示意图。以如图6所示的计算机存储介质为例,计算机可读存储介质401存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序402。
最后需要说明的是,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成,形式验证的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例,可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
以上是本发明公开的示例性实施例,但是应当注意,在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下,可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外,尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求,但除非明确限制为单数,也可以理解为多个。
应当理解的是,在本文中使用的,除非上下文清楚地支持例外情况,单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是,在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明实施例的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种形式验证的方法,其特征在于,包括如下步骤:
使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;
响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;
调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及
在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,方法还包括:
根据所述用户自定义文件生成验证环境顶层文件端口信号列表和检查机制文件端口信号列表。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:
获取所述用户自定义文件中的待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名,并根据所述待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名提取待验证设计端口信号作为验证环境顶层文件的端口信号。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架包括:
使用间例化的方式将待验证设计的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,并将待验证设计端口信号复制到检查机制文件的端口列表中。
5.一种形式验证的系统,其特征在于,包括:
模板模块,配置用于使用通用的模板语法规则描述每种工作模式的模板文件,并创建用户自定义文件;
验证模块,配置用于响应于所述用户自定义文件接收到工作模式信息,根据工作模式产生对应的形式验证框架;
调用模块,配置用于调用所述工作模式所对应的模板文件并将所述模板文件存放在所述形式验证框架所对应的目录中;以及
执行模块,配置用于在形式验证环境的顶层将整个环境的文件关系进行连接以形成整体的框架,并使用所述框架进行形式验证。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,系统还包括列表模块,配置用于:
根据所述用户自定义文件生成验证环境顶层文件端口信号列表和检查机制文件端口信号列表。
7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述执行模块配置用于:
获取所述用户自定义文件中的待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名,并根据所述待验证设计文件列表所在的路径和待验证设计顶层模块名提取待验证设计端口信号作为验证环境顶层文件的端口信号。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述执行模块还配置用于:
使用间例化的方式将待验证设计的全部端口信号与验证环境的顶层端口信号一一连接,并将待验证设计端口信号复制到检查机制文件的端口列表中。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及
存储器,所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,所述指令由所述处理器执行时实现权利要求1-4任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任意一项所述方法的步骤。
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