雙向飛碟射擊與設(shè)計調(diào)試解析

　縱觀歷史，電路內(nèi)仿真 （ICE） 模式是使用硬件仿真器的第一種方式，也是迄今為止最為流行的方法。在這種模式中，需將硬件仿真器插入物理目標(biāo)系統(tǒng)上的插孔，以此代替待開發(fā)的芯片，從而利用實時數(shù)據(jù)支持運用和調(diào)試硬件仿真器內(nèi)部映射的待測設(shè)計（DUT）。
　　然而，這種公認(rèn)的能夠引人注目的驗證方法卻存在一系列問題，其中最嚴(yán)重的問題便是它的隨機性。也就是說，當(dāng)調(diào)試DUT時，它缺少確定性或者可重復(fù)性。為了更好地理解這一點，我們可以做個形象類比。
　　讓我們來看看雙向飛碟射擊。這是一種射擊運動，在這項運動中，會將碟靶從靶場上扔出以模擬鳥類的飛行狀態(tài)。我們可以增加碟靶的扭轉(zhuǎn)方向，增加它的難度。讓射手戴副眼鏡，以限制他的視野范圍，這樣射手必須“猜測”碟靶的軌跡，因為碟靶的每一次軌跡都不一樣。而驗證工程師在 ICE 模式中調(diào)試芯片設(shè)計時，恰恰也會遇到這樣的難題。要在 ICE 模式中找出一個錯誤就像在狹窄的視野中試圖擊中碟靶一樣困難。
　　
　　圖 1 要在視野受限的情況下進(jìn)行雙向飛碟射擊對射手來說是一項巨大的挑戰(zhàn)。
　　我們不斷總結(jié)過去的經(jīng)驗，持續(xù)改進(jìn)。這二十多年來，不斷有調(diào)查發(fā)現(xiàn)設(shè)計驗證消耗的時間大約占了設(shè)計周期的 70% 左右。往好的方面看，設(shè)計驗證是一項活動，它或多或少地可以根據(jù)預(yù)測事先進(jìn)行安排。但是設(shè)計調(diào)試則是一項追擊，您無法事先對其進(jìn)行規(guī)劃。理由很簡單，錯誤往往會因為未知的原因出其不意地出現(xiàn)，而且您也無法預(yù)測它出現(xiàn)的時間和位置。
　　可以想象，在利用大量嵌入式軟件和硬件進(jìn)行片上系統(tǒng) （SoC） 設(shè)計時，總有些錯誤會隱藏在設(shè)計的某個未知角落里，無論是在硬件中還是在軟件中，而且這些錯誤可能只有在長期執(zhí)行后方能被發(fā)現(xiàn)。在一個錯誤被發(fā)現(xiàn)之前，很有可能已歷經(jīng)了數(shù)十億的時鐘周期。
　　更讓人沮喪的是，調(diào)試具有隨機性，這就要求在發(fā)現(xiàn)錯誤之前要不斷地重復(fù)運行。如果錯誤不具備確定性，也就是說，其可能不會在后續(xù)運行中重復(fù)出現(xiàn)，那么尋找錯誤的過程將會是一場噩夢。
　　關(guān)鍵未知因素
　　如果將其應(yīng)用于數(shù)億門級的設(shè)計，而這些設(shè)計需要經(jīng)過數(shù)十億個長序列驗證周期的調(diào)試，那么可能存在三個關(guān)鍵未知因素：地點、時間和事由。這三個因素足以延誤整個測試計劃的進(jìn)度，即便該計劃已經(jīng)過深思熟慮。在一個競爭激烈的市場中，若一項新產(chǎn)品延期三個月上市，那么它將造成 33% 的潛在總收益損失。這就足以說明驗證解決方案的價值所在了。這時我想到了硬件加速仿真。硬件仿真器憑借其極速性能加快執(zhí)行和調(diào)試的速度。事實上，它們的快速執(zhí)行速度便是它們的設(shè)計初衷。
　　這個概念很簡單，即對照需要插入待開發(fā)芯片的實際物理目標(biāo)系統(tǒng)來檢查 DUT。無需再編寫測試矢量或者測試激勵。趕緊在實際應(yīng)用中全面施行這一流程吧。想必，要在模糊的設(shè)計區(qū)域里尋找令人厭煩的隱匿錯誤，實際應(yīng)用比任何軟件測試平臺都更為有效，對吧？