正確認(rèn)識(shí)原型驗(yàn)證多片F(xiàn)PGA自動(dòng)分割工具

當(dāng)SoC的規(guī)模在一片FPGA中裝不下的時(shí)候，我們通常選擇多片F(xiàn)PGA原型驗(yàn)證的平臺(tái)來(lái)承載整個(gè)SoC系統(tǒng)。而多片F(xiàn)PGA系統(tǒng)的一個(gè)最重要的痛點(diǎn)就是如何將這些SoC的邏輯功能原型正確的移植到多片F(xiàn)PGA中。

通常，如果選擇了商業(yè)的FPGA原型驗(yàn)證供應(yīng)商，而不自己做多片的平臺(tái)，那么供應(yīng)商都會(huì)提供一個(gè)輔助分割的自動(dòng)分割工具，自動(dòng)分割工具的最終目標(biāo)與我們工程師的工作目標(biāo)相同，即最小化FPGA之間的IO連接并平衡FPGA內(nèi)部的資源利用率，但值得重視是，自動(dòng)分割工具不具備在找到最佳解決方案替代經(jīng)驗(yàn)豐富的原型的能力，或許當(dāng)下AI技術(shù)是一種可以嘗試的方向。然而，自動(dòng)分割工具一般具備的是嘗試很多策略，直到成功。理想的組合可能是使用我們的技能和知識(shí)分配一組初始?jí)K，然后讓自動(dòng)工具完成其余部分。

對(duì)于用戶而言，當(dāng)然是希望一鍵成功，按一個(gè)按鈕，或者執(zhí)行一段腳本，啥也不用做就能完成原型移植工作，而實(shí)際上，工程師需要指導(dǎo)工具做的更好更合理。以下是一些需要工程師手動(dòng)完成的任務(wù)，以幫助自動(dòng)分區(qū)更加合理：

將需要連接到非FPGA資源（例如，存儲(chǔ)器或外部接口）的引腳分組在一起。如果沒(méi)有將引腳保持在一起的約束條件，分割工具可以將引腳分割到所有FPGA上。這是一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題，因?yàn)橄翊鎯?chǔ)器這樣的典型外部資源通常只連接到一個(gè)FPGA，因?yàn)榧偃绶植嫉蕉鄠€(gè)FPGA，那么數(shù)據(jù)在存取的時(shí)候就存在跨FPGA的操作，會(huì)大大降低平臺(tái)效率，并且這樣的分割顯然不合理。

限制每個(gè)FPGA器件的資源使用：自動(dòng)分區(qū)器可能具有默認(rèn)值，但在任何情況下，F(xiàn)PGA內(nèi)部的可用資源（門(mén)、邏輯、內(nèi)存）都應(yīng)限制在50%到70%之間，這樣對(duì)于布局布線而言壓力會(huì)小很多，也就是說(shuō)布局布線的成功率會(huì)提升。

填充黑盒（black box）或手動(dòng)分配資源數(shù)量，以便即使是黑盒也具有一定的大小，然后分割軟件將為該黑盒保留空間。自動(dòng)分割工具無(wú)法拆分黑盒。

手動(dòng)分配時(shí)鐘和復(fù)位：就像我們手動(dòng)分區(qū)一樣，時(shí)鐘、復(fù)位和啟動(dòng)等特殊組件應(yīng)該復(fù)制到所有FPGA中，這通常必須手動(dòng)完成。

將模塊盡量分組在一起以獲得最高性能：這里的一個(gè)示例是手動(dòng)劃分塊，這些塊應(yīng)該留在一個(gè)FPGA中以獲得最高的性能。

允許自動(dòng)分割器執(zhí)行復(fù)用：結(jié)果的質(zhì)量因工具而異，但在需要IO復(fù)用的設(shè)計(jì)中，自動(dòng)分割工具可能能夠找到一種解決方案，該解決方案允許較低的復(fù)用率，從而提高系統(tǒng)性能。

不同的FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)供應(yīng)商通常都會(huì)提供自動(dòng)分割工具，每個(gè)工具都有不同的方法。然而，我們不能將這些工具視為一鍵解決所有問(wèn)題或者自動(dòng)實(shí)現(xiàn)最佳解決方案。唯一接近此按鈕理想狀態(tài)的分區(qū)工具旨在快速通過(guò)、低利用率和低性能結(jié)果，最適合模擬器平臺(tái)。對(duì)于基于FPGA的原型設(shè)計(jì)而言，性能是我們的主要目標(biāo)，這種完全自動(dòng)化的分區(qū)是不可行的，對(duì)我們工程師來(lái)說(shuō)，始終參與這個(gè)過(guò)程是必要的，也是有益的?；蛟SAI技術(shù)的引入，會(huì)使自動(dòng)分割工具越來(lái)越智能，甚至有一天會(huì)超越人工手動(dòng)分割。