SoC時(shí)代推動(dòng)驗(yàn)證革新 硬件仿真走向新高度

SoC時(shí)代的經(jīng)濟(jì)正在推動(dòng)驗(yàn)證的革新。革新的關(guān)鍵特征是 SoC(片上系統(tǒng))中的 “S”(系統(tǒng))。雖然芯片已經(jīng)變得更加復(fù)雜，但是用“復(fù)雜”來(lái)描述這場(chǎng)驗(yàn)證革新的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素并不充分和準(zhǔn)確。如今，芯片驗(yàn)證已經(jīng)成為系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證和確認(rèn)，由此會(huì)產(chǎn)生各種影響。

更多、更大型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及嵌入式軟件的重要性不斷提高，這意味著更多的公司需要進(jìn)行硬件仿真，更多的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要介入到從模塊級(jí)一直延續(xù)到系統(tǒng)級(jí)的工作。他們需要一個(gè)整體的軟件仿真到硬件仿真流程，以便能夠?qū)⑺麄冊(cè)谀K級(jí)已經(jīng)完成的艱苦工作帶入子系統(tǒng)和系統(tǒng)級(jí)并進(jìn)行重復(fù)利用。這樣可以節(jié)省大量時(shí)間，并提高驗(yàn)證的質(zhì)量和工作效率。例如，不必在每次將更多模塊和子系統(tǒng)結(jié)合在一起時(shí)都要編寫新的測(cè)試平臺(tái)。

要實(shí)現(xiàn)這一整體流程，在主機(jī)工作站和硬件加速器之間建立一個(gè)超高速的串行連接(稱為co-model協(xié)同建模通道)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)包是非常關(guān)鍵的。在協(xié)同建模中，運(yùn)行在工作站上的為高級(jí)軟件仿真驗(yàn)證所創(chuàng)建的可復(fù)用測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)transactor事務(wù)處理器連接到硬件仿真器，事務(wù)處理器和DUT一起都放在硬件加速器上。這些加速的事務(wù)處理器會(huì)將高級(jí)事務(wù)轉(zhuǎn)換為信號(hào)級(jí)激勵(lì)來(lái)驅(qū)動(dòng)DUT，從而使硬件加速器能夠以軟件模擬器10，000倍的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證。提高這些速度所需的協(xié)同建模通道性能取決于快速的物理鏈接和高度優(yōu)化的軟件層;迄今為止，這僅適用于Veloce 平臺(tái)。

以此令人炫目的速度交換事務(wù)的能力使協(xié)同建模接口成為靈活、多層面流程的理想通道，這樣可在軟件仿真和硬件加速中使用相同的采用統(tǒng)一驗(yàn)證方法學(xué)(UVM)的 測(cè)試平臺(tái)、驗(yàn)證IP、覆蓋率統(tǒng)計(jì)、斷言、采用通用功耗格式 (UPF)的功耗感知技術(shù)以及調(diào)試工具。甚至可以在同一工作站上運(yùn)行所有這些技術(shù)，并且硬件加速器可以將覆蓋率和斷言數(shù)據(jù)回饋到同一個(gè)通用覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù) (UCDB) 中。

圖1. 在模擬器和仿真器之間通過(guò)協(xié)同效應(yīng)建立整體軟件仿真到硬件仿真流程。

這樣，可以從根本上轉(zhuǎn)換硬件加速器的使用模型。其中一個(gè)重要好處是硬件加速器仍然可以加速軟件仿真，但它所做的遠(yuǎn)不止如此。它允許用戶使用軟件和所有外圍設(shè)備(無(wú)論是在線仿真 (ICE) 硬件外圍設(shè)備，還是虛擬軟件外圍設(shè)備)執(zhí)行完整的芯片驗(yàn)證。此外，還允許將在設(shè)計(jì)仿真中所做的大量工作(包括測(cè)試平臺(tái)和驗(yàn)證IP)轉(zhuǎn)移到硬件加速器中。

要充分利用硬件仿真投資并將其作為真正的企業(yè)驗(yàn)證資源，硬件仿真必須經(jīng)歷一場(chǎng)從項(xiàng)目綁定工程實(shí)驗(yàn)室儀器到數(shù)據(jù)中心托管全球資源的變革。這場(chǎng)變革首先要消除ICE設(shè)置中混亂不堪的電纜、速度適配器以及物理設(shè)備，并將它們替換為虛擬設(shè)備。例如，可立即對(duì)Veloce VirtuaLAB外圍設(shè)備進(jìn)行重新配置，以便支持多個(gè)項(xiàng)目和瞬息萬(wàn)變的優(yōu)先級(jí)，因?yàn)槌Ｒ?jiàn)外圍設(shè)備(如USB、以太網(wǎng)、PCIe和多媒體)的這些虛擬模型托管在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)，而不是專有的硬件目標(biāo)上。虛擬外圍設(shè)備將硬件加速器帶出實(shí)驗(yàn)室并置入數(shù)據(jù)中心，因此可供多個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在多個(gè)位置使用。這樣，不僅公司可以使用其仿真器來(lái)做更多的事情，整個(gè)公司的所有人都可一直使用它。

要讓負(fù)責(zé)不同項(xiàng)目的多個(gè)工程師能夠在此級(jí)別訪問(wèn)公司的仿真環(huán)境，企業(yè)服務(wù)器軟件需要有效管理全球仿真資源，將這些資源整合到商業(yè)隊(duì)列管理器中，成為一個(gè)高容量的實(shí)體。企業(yè)服務(wù)器要確定運(yùn)行每項(xiàng)工作的最有效位置，并通過(guò)暫停較低優(yōu)先級(jí)的工作來(lái)立即對(duì)高優(yōu)先級(jí)工作提供支持。

采用此整體軟件仿真和硬件仿真流程，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)增加最少的工作量來(lái)獲取全面的功能驗(yàn)證，因?yàn)樗羞@些技術(shù)已跨軟件仿真和硬件仿真平臺(tái)進(jìn)行集成。用戶可在很大程度上相信他們能夠以最少的工作量使其SoC進(jìn)入投片階段。同樣，他們可以用更短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)覆蓋，并有更好的機(jī)會(huì)如期實(shí)現(xiàn)其驗(yàn)證目標(biāo)。