如何快速找到芯片設(shè)計故障的根本原因

盡管芯片正變得越來越復(fù)雜，但產(chǎn)品仍需更快地推向市場。高性能計算（HPC）、人工智能（AI）、5G、汽車及GPU等應(yīng)用領(lǐng)域使芯片開發(fā)者面臨著巨大壓力，因為他們必須提供能滿足處理性能、帶寬、延遲和功耗要求的十億門級設(shè)計，以保證這些應(yīng)用蓬勃發(fā)展。

在這種環(huán)境下，開發(fā)者希望利用設(shè)計和驗證工具在更短時間內(nèi)完成更多工作。為滿足這些需求，芯片設(shè)計自動化（EDA）公司推出了強大的產(chǎn)品，幫助開發(fā)者在設(shè)計周期中及早發(fā)現(xiàn)并解決問題。

如何快速找到故障的根本原因？

硬件和軟件驗證的兩種主要方式各有優(yōu)點： ●支持全自動流程的硬件仿真系統(tǒng)。速度遠超一般模擬器，并且能提供完全直觀的調(diào)試功能 ●原型設(shè)計系統(tǒng)通常比仿真器更快，可用于檢查時間更長的應(yīng)用負載。此項工作往往需要開發(fā)者付出更多精力才能完成

在典型的驗證場景中，兩類系統(tǒng)都有用武之地。仿真適合設(shè)計不太成熟的情況，而在設(shè)計非常成熟時則可進行原型設(shè)計，從而快速發(fā)現(xiàn)極端情況。然而，業(yè)界一直希望仿真系統(tǒng)能夠進一步提升性能，同時保持其在調(diào)試和自動化方面的優(yōu)勢。

調(diào)試在驗證過程中最耗費時間。2020年Wilson Research Group的功能驗證研究表明，驗證工程師花在調(diào)試工作上的時間大約占41%。然而，這項工作的重要性不容低估。因為越早發(fā)現(xiàn)并解決錯誤，設(shè)計和整體預(yù)算的成本就越低。事實上，在百億億次級調(diào)試時代，軟件應(yīng)用在十億門級設(shè)計仿真中需要進行超過10億個周期的測試，這會進一步加劇調(diào)試吞吐量方面的挑戰(zhàn)。除了軟件復(fù)雜性和SoC規(guī)模不斷增大之外，還有其他一些因素，如芯片與芯片之間和外部通信要求不斷增加。而這些需要更快、更強大的仿真系統(tǒng)。

仿真在芯片設(shè)計中調(diào)試驗證軟硬件正確交互方面發(fā)揮著重要作用。通過快速鎖定測試失敗的根本原因，能夠加快芯片設(shè)計和驗證過程。

在單個平臺上進行10-MHz SoC仿真

正是在這種高壓環(huán)境下，電子器件公司持續(xù)投資購置快速仿真和原型驗證設(shè)施，為加速軟件啟動、SoC驗證和系統(tǒng)驗證提供基礎(chǔ)。然而，并非所有驗證系統(tǒng)都相同。有些情況下需要為同一個硬件驗證流程購買一套仿真系統(tǒng)，以及一套原型驗證系統(tǒng)，并且在這兩個系統(tǒng)之間來回切換，以完成硬件調(diào)試和軟件驗證。盡管這兩套系統(tǒng)可能采用共同的編譯和測試平臺方法，但仍需要為采購和維護兩套系統(tǒng)而支付成本。此外，從工作流程的角度需要管理兩個平臺不同項目同時運行的工作。

除了軟件啟動外，更好的驗證方法是采用運行速度更快的單個仿真系統(tǒng)。利用單一平臺，開發(fā)者可以使用一個通用的預(yù)約系統(tǒng)運行所有工作，從而更有效地執(zhí)行調(diào)試計劃。還可以靈活地購買所需要的容量，而無需投資購置兩套系統(tǒng)。新思科技的ZeBu EP1 emulation system具有所有這些優(yōu)勢，這是業(yè)界首個10-MHz仿真解決方案，是20億門級SoC設(shè)計的理想選擇。該系統(tǒng)基于系統(tǒng)中FPGA之間的直連架構(gòu)，最大限度減少處理延遲，并提高性能。ZeBu EP1還提供： ●系統(tǒng)級調(diào)試，包括快速波形輸出 ●業(yè)內(nèi)最低的總體成本，同時考慮了冷卻和電力等運營費用以及運行單個系統(tǒng)的更低總體開銷 ●高可靠性，這一點已通過新思科技ZeBu仿真系統(tǒng)的成功經(jīng)驗得到了證明

ZeBu EP1為汽車、5G基礎(chǔ)設(shè)施、邊緣AI和HPC等領(lǐng)域的SoC提供了所需的容量和性能（即使完整的HPC SoC對于系統(tǒng)來說規(guī)模太大，ZeBu EP1也可以支持其大型IP塊）。ZeBu系列產(chǎn)品是新思科技Verification Continuum解決方案的組成部分，旨在幫助更早更快地發(fā)現(xiàn)SoC錯誤，更早啟動軟件并驗證整個系統(tǒng)。

責任編輯：haq