使用云計算驗證嵌入式設(shè)計

電子設(shè)計界在其設(shè)計項目中采用云計算策略的速度很慢，這主要是由于對IP安全的擔憂。一種新興的方法可以改變這種不情愿，并允許更多的設(shè)計人員利用云作為計算平臺進行驗證。這種方法對于利用嵌入式處理器子系統(tǒng)和其他來自不同來源的IP的嵌入式設(shè)計具有特別的好處。

形式化驗證技術(shù)正在成為越來越多驗證解決方案的基礎(chǔ)，也是緩解云安全問題的關(guān)鍵。該技術(shù)能夠?qū)Ⅱ炞C問題分解為多個抽象的數(shù)學問題，并將其傳輸?shù)皆浦羞M行解決，并刪除所有設(shè)計細節(jié)，從而確保設(shè)計安全性。形式驗證過程通過提取要分析的特定狀態(tài)并與所需屬性進行比較來實現(xiàn)此目的。設(shè)計細節(jié)將保留并在本地重新應(yīng)用于云操作的結(jié)果。此過程消除了將 IP 移出辦公室的需要。

由此產(chǎn)生的解決方案利用一系列基于云的服務(wù)器來提供廣泛的驗證功能，提供易于采用和使用、按需性能權(quán)衡以及按使用付費的業(yè)務(wù)模式。這對于基于IP的嵌入式設(shè)計尤其重要，其中IP由可能不擁有正式技術(shù)所有權(quán)的第三方使用。

通過云獲取驗證軟件

云計算驗證軟件使用“客戶端工具”，即在本地主機上運行并充當云引擎前端的組件，從設(shè)計代碼創(chuàng)建數(shù)學證明問題集以傳輸?shù)皆??？蛻舳斯ぞ甙ā發(fā)inting”功能（一種在硬件描述語言 （HDL） 代碼中查找設(shè)計錯誤的方法），并管理與云解決方案的通信。它還允許在本地主機上執(zhí)行云處理結(jié)果的任何所需調(diào)試。

傳統(tǒng)上，驗證軟件被授權(quán)在本地主機上運行，并且從設(shè)計輸入到結(jié)果調(diào)試的整個操作都是使用單個產(chǎn)品完成的。對于云方案，客戶端工具使用戶體驗相同，就好像整個產(chǎn)品在本地運行一樣，為云使用模型提供了透明的感覺。

實際應(yīng)用

轉(zhuǎn)型的按使用付費業(yè)務(wù)模式、對無限數(shù)量的計算引擎的訪問以及按需驗證應(yīng)用程序的結(jié)合提供了一些有趣的新優(yōu)勢。

例如，該軟件非常適合希望以最小的學習曲線和設(shè)置過程在其現(xiàn)有的基于仿真的驗證流程中添加強大的正式設(shè)計檢查的新用戶。

在最基本的云驗證過程中，設(shè)計寄存器傳輸級別 （RTL） 代碼由隨附的 lint 功能在本地進行檢查。然后，使用斷言綜合自動為設(shè)計的許多方面創(chuàng)建強大的測試。自動化測試包括一系列致命的設(shè)計錯誤檢查、仿真和綜合之間的潛在不匹配問題、寄存器和信令初始化和切換問題、代碼和有限狀態(tài)機 （FSM） 覆蓋范圍以及許多其他故障場景。通過在云中提供這種機制，新用戶可以采取“嘗試和觀察”的態(tài)度，而無需耗時的評估過程，快速測試他們的設(shè)計，沒有痛苦的學習曲線，并體驗正式技術(shù)，不像更傳統(tǒng)的方法，必須完成完整的工具許可和安裝過程，通常由供應(yīng)商的工程師訪問現(xiàn)場， 通常與供應(yīng)商的銷售努力相結(jié)合。

高級用戶也可以獲得相當大的好處。形式驗證本質(zhì)上是一個并行的過程，數(shù)學證明問題并行運行。云解決方案提供無限數(shù)量的計算服務(wù)器，因此，可以在多個計算機之間執(zhí)行驗證運行，以提供最佳的并行執(zhí)行。即使成本保持不變 - 在單個服務(wù)器上花費10小時的成本與在10臺服務(wù)器上花費1小時的成本相同。在軟件許可方法中，必須預(yù)先購買足夠的許可證才能涵蓋完整的并行使用，通常對可能一起運行的操作數(shù)量設(shè)置了很小的上限。因此，在大多數(shù)驗證安裝中，并行操作通常受到多重限制。

該解決方案還支持按需使用特定目的，例如IP集成或驗證服務(wù)提供商的一種手段，這些服務(wù)提供商需要在外國環(huán)境中工作時訪問這些工具。在每種情況下，都可以利用該軟件，而無需最終客戶預(yù)先購買它，這是在沒有利用正式解決方案的第三方參與時的理想選擇。

嵌入式設(shè)計的云優(yōu)勢

嵌入式設(shè)計有一些特定問題，可以通過基于云的基于應(yīng)用程序的驗證來緩解。嵌入式設(shè)計的本質(zhì)是，IP將從各種來源得到利用。此 IP 將應(yīng)用一系列驗證指標，并可能使用復(fù)雜的接口進行互連（圖 2）。

圖 2：形式驗證可以為利用來自不同來源的IP的嵌入式設(shè)計提供嚴格的集成測試環(huán)境。

正如一家領(lǐng)先的半導體公司在最近的設(shè)計自動化會議上所討論的那樣，形式驗證可以在這種情況下發(fā)揮巨大的作用，以提供嚴格的集成測試環(huán)境。斷言用于指定接口以及要在 IP 和平臺之間傳遞的預(yù)期信息。鑒于知識產(chǎn)權(quán)的可重用性以及確保其在外國環(huán)境中正確相互聯(lián)系的重要性，這種對斷言的投資被認為是值得的。當然，如果這種互連是通過標準總線協(xié)議（例如ARM的AHB標準），則可以使用一組標準的協(xié)議斷言來確保其有效性。以這種方式使用斷言已被證明可以提高質(zhì)量并減少集成時間，因為鑒于IP的可重用性，如果經(jīng)過充分測試，則可以在隨后進行更多投資，并且將消除重寫斷言的需要。

這與云有什么關(guān)系？IP 創(chuàng)建者可以利用正式環(huán)境中的斷言來測試 IP 接口，例如，確保 IP 使用者應(yīng)用的通信協(xié)議符合指定。但是，這并不意味著IP消費者可以使用正式技術(shù)。在這種情況下，消費者不太可能想要購買工具并忍受漫長的評估過程。云允許利用IP集成分析，而無需IP消費者不必要的工具所有權(quán)的費用和開銷，只需按使用付費訪問這些IP檢查的云解決方案即可節(jié)省高達95%的成本。

當然，如果使用其他適合嵌入式設(shè)計的正式靜態(tài)檢查，情況也是如此。例如，協(xié)議分析、寄存器檢查和其他片上系統(tǒng) （SoC） 樣式分析在云中可用，在設(shè)計過程中可能需要少量應(yīng)用程序。這對于嵌入式設(shè)計團隊來說是理想的選擇，他們可能希望快速創(chuàng)建一個硬件平臺來利用仿真器或虛擬模型，并檢查它是否正確實現(xiàn)，而無需采用復(fù)雜的驗證過程，以便他們可以繼續(xù)進行軟件設(shè)計。

預(yù)算范圍內(nèi)的驗證

云解決方案最重要的優(yōu)勢之一是業(yè)務(wù)模型及其對工具預(yù)算和嵌入式設(shè)計器控制的影響。例如，傳統(tǒng)的電子設(shè)計自動化（EDA）工具許可通常需要前期投資，無論是基于時間的許可證還是永久許可證。這要求購買者對工具資源需求有很好的了解，特別是很難使用任何驗證解決方案進行估計，因為使用模型將取決于編碼質(zhì)量、復(fù)雜性和其他難以預(yù)測的因素。無論應(yīng)用領(lǐng)域如何，這通常都是正確的，并且隨著潛在的項目規(guī)模和團隊結(jié)構(gòu)而變得更加復(fù)雜。

在大多數(shù)驗證方案中，隨著更多代碼的完成并簽入設(shè)計數(shù)據(jù)庫，工具使用量會越來越大。隨著RTL編碼接近完成，對形式驗證軟件的需求將非常廣泛，有時對于通信和多媒體平臺等復(fù)雜設(shè)計，需求將達到平均四到五倍，并且隨著設(shè)計的合成和硅布局而下降。這種驗證膨脹的程度部分取決于代碼質(zhì)量、實現(xiàn)的覆蓋率和其他指標。因此，將在整個設(shè)計流程中使用一定比例的可預(yù)測許可證。在膨脹期間，將應(yīng)用一些不可預(yù)測的許可證數(shù)量。

云計算解決方案支持一種組合業(yè)務(wù)模型，其中某些許可證可以預(yù)先購買，而其他許可證可以使用按使用付費方案按需應(yīng)用。設(shè)計團隊控制其資源需求，充分利用驗證過程的可變組件所需的資源，并消除冗余許可證。該模型還允許更大的財務(wù)控制，將一些工具費用負擔從資本預(yù)算轉(zhuǎn)移到更合適的運營或項目資金來源。

審核編輯：郭婷