使用先進技術(shù)來加速SoC驗證

　　增量編譯

　　在編譯過程中，VCS會創(chuàng)建設(shè)計/驗證的層次結(jié)構(gòu)，當(dāng)你重新編譯的時候，VCS只會就那些更改的設(shè)計單元進行重新編譯，這樣可以縮短編譯時間。現(xiàn)在增量編譯選項已經(jīng)成為VCS的默認(rèn)選項。

　　分區(qū)編譯 (Partition Compile)

　　分區(qū)編譯是VCS提供的一個比較新的特性。這個特性可以讓我們把設(shè)計/驗證中的實例/模塊分成不同的大得區(qū)塊來編譯。這樣如果之后只對其中一部分區(qū)塊相關(guān)的文件進行了修改，那么可以重用之前分區(qū)編譯的數(shù)據(jù)庫來減少其它區(qū)塊編譯的時間，只對修改的區(qū)塊進行重新編譯即可。同時針對驗證環(huán)境中的package，比如像UVM標(biāo)準(zhǔn)庫或者一些算法庫，分區(qū)編譯也可以提前把它們分塊編譯好，然后這樣可以加速驗證環(huán)境的編譯速度。

　　運行性能的提升的方法

　　在仿真過程中，運行的時間以及內(nèi)存消耗是單次仿真的主要瓶頸，因此本文會關(guān)注在運行過程中如何提升性能，包括如何找到運行過程的瓶頸以及使用多核技術(shù)來加速仿真。

　　運行性能分析工具

　　VCS提供了用于分析性能的Profile工具Simprofile，使用在仿真過程中生成時間/內(nèi)存消耗的報告，然后可以通過對于報告的分析來找到限制當(dāng)前仿真性能的瓶頸。使用方式：
　　編譯：%VCS –simprofile –lca –f filelist.f …
　　運行：%simv –simprofile time|mem

　　一般在運行后會自動生成名為simprofile_dir的報告目錄，也可以后處理生成報告:
　　%profrpt –output_dir simprofile_dir –view time_all|mem_all

　　Simprofile會默認(rèn)生成基于HTML的報告，然后可以進行選擇查看相關(guān)的性能選項(支持模塊/功能/DPI/PLI/約束/覆蓋率等)，同時支持對多次仿真的報告進行比較。

　　多核仿真技術(shù)

　　VCS提供了多核仿真技術(shù)用于使用服務(wù)器的物理多核來加速仿真。使用多核技術(shù)可以把一次仿真的不同部分分配到多個物理運算單元上以達(dá)到加速仿真的目的。現(xiàn)在提供了兩種多核模式：應(yīng)用級并行技術(shù)(ALP)和設(shè)計級并行技術(shù)(DLP)，ALP/DLP以及二者的組合通過多核CPU來優(yōu)化仿真進程。

　　應(yīng)用級多核技術(shù)(ALP)

　　應(yīng)用級多核技術(shù)(ALP)是把按照應(yīng)用把驗證的不同部分(Testbench、SystemVerilog斷言、覆蓋率統(tǒng)計、波形保存等等)放到多個處理核上去做并行運行。

　　例如：在一個4核服務(wù)器上我們可以把覆蓋率統(tǒng)計放到第一個核上，把斷言檢測放到第二個核上，把波形保存放到第三個核上，剩下的仿真放到最后一個核上。結(jié)果會看到仿真性能可以得到很大提升。表1是ALP支持的開關(guān)參數(shù)以及推薦的使用示例

　　如果VCS使用了ALP+fsdb多核(+mtfsdb)，那么會在控制臺看到如下打?。?br /> 　　*Novas* : Multi-Thread VCS dumping is enabled

　　同時Verdi3自動支持對FSDB進行并行保存，如果使能了并行保存，那么會有如下信息：
　　*Novas* : Enable parallel dumping

　　設(shè)計級多核技術(shù)(DLP)

　　DLP允許我們可以把一個大的設(shè)計分成多個區(qū)塊，然后把不同的區(qū)塊放入不同的計算核去運行。DLP的一般會根據(jù)profiler的報告結(jié)果以及設(shè)計部件之間的相關(guān)性分析來做劃分。把劃分寫入一個配置文件中，然后把這個配置文件讀入VCS進行仿真，比如：
　　%vcs test.v –parallel+design=partition_cfg.cfg

　　同時DLP還支持自動分區(qū)劃分。考慮到DLP的適用情況以及進度，我們的項目上暫時沒有使用，會在后繼的項目中進行嘗試。

　　其他進行性能加速的模式

　　Debug參數(shù)

　　VCS支持-debug_pp/–debug/–debug_all參數(shù)，其中-debug_pp用于只進行波形保存后處理模式，而debug用于交互式，debug_all交互式仿真同時可以開啟單步調(diào)試模式，不同的調(diào)試粒度帶來更多方便的同時，也會帶來性能的消耗。

　　對于前期testbench開發(fā)，建議開啟debug_all/debug參數(shù)，用于我們自己的驗證環(huán)境的調(diào)試以及單步/斷點調(diào)試等;當(dāng)驗證環(huán)境已經(jīng)穩(wěn)定以后，目的是進行DUT的驗證一般就只開啟debug_pp/debug來進行波形保存之后再調(diào)試。進入回歸測試后，主要依賴驗證環(huán)境中的檢查器來做檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯誤的時候才會打開debug_pp或者debug/debug_all來進行進一步的調(diào)試。

　　波形保存的方法

　　在影響仿真的性能參數(shù)中，文件I/O是占很大比重的一部分，所以對于性能的提升，可以從減少磁盤I/O讀取來入手，比較多的磁盤I/O訪問操作就是波形保存的動作。