系统级芯片功能的实现基于软件,其复杂性与日俱增,所以通常一个公司在设计资源的配置上,软件部分的投入都要大于硬件。SoC设计规模的不断升级使得软件验证越来越困难,一旦硬件设计定型,软件也无法改变,如果在设计时不能做好软/硬件协同设计和验证,其风险巨大。
选择合适的验证方法
Synopsys公司销售总监Lawrence A. Vivolo表示,由于缺乏各种可负担的、而且随时可用的基于硬件的验证解决方案,设计师们往往只能在设计周期的后期才开始软/硬件协同验证和系统级确认,但是在最后时刻增加的系统级硬件和软件错误通常造成项目的延迟。“15年前做系统芯片设计是先设计好硬件再着手软件设计,但现在已经是软硬件协同设计,而软件设计的步伐越来越跟不上硬件设计的发展,因为随着芯片设计规模的增加,软件的调试难度越来越大,”Vivolo说。
为了克服上述问题,必须进行协同仿真验证,但选择合适的工具才能真正提高验证效率。Vivolo先生认为,不同的仿真方式在频率速度和支持的设计容量上都有所不同。Sim仿真的速度较小,为1Hz~100Hz,ICE(内电路仿真器)通常为2.5MHz或5MHz~10MHz,支持2M Gate,而Proto的速度就高很多,可以达到25~75MHz,其I/O口速度可以达到200MHz,并且能够支持50M Gate的设计规模。“ICE更多用于硬件调试和纠错,但在一些高速设计中,比如WiFi、HDTV、以太网等,ICE会用space buffer的方式来提速,不过效果并不太好,并且ICE的成本很高,”Vivolo说,“Proto基于FPGA,不仅速度高,而且其软件验证成本较低,非常适用与软硬件系统级调试。”
HAPS-60特性:高容量、快速和完整IP
HAPS是一个模块化的电路板系统,由现成主板和现成的或客户订制的子板组成,通过采用多种不同的堆叠方式来适应和支持多种设计风格和要求。HAPS系统独特的模块化允许相同的主板能够在多个项目或配置上重复使用,只需简单地增加或更换子板或子系统。Synopsys推出的最新一款快速原型系统HAPS-60系列可降低复杂SoC设计和验证挑战,是Confirma Rapid Prototyping Platform快速原型平台的一部分。它采用运行在实际速度的、真实的接口,可确保早期的软/硬件的协同验证和以接近实时的、实际运行速率实现系统级集成。
HAPS-60系列所提供的独有的功能和特性组合,可确保在设计周期的更早阶段开始软件开发和系统级验证。同HAPS-50相比,HAPS-60系列采用了Xilinx最新的Virtex-6器件,其容量提升了2倍,速度增加了30%,其高达200MHz的时钟频率可支持要求实时接口的各种应用,如视频、蜂窝数据和实时网络流量。并且集成了更多的预先测试过的IP和先进的验证功能于一身,提供了市场上最全面的原型系统。HAPS-60还包含其它解决方案所没有的各种性能增强技术,这确保了全系统集成和现实环境中所有硬件和软件的检测。软件开发者通过在接近实时和系统级环境中编写、执行和调试代码,从而确保在芯片问世前就能尽早发现和消除硬件和软件中的错误。
Vivolo表示,结合HAPS的灵活架构以及独有的高容量分区软件(可满足FPGA和ASIC日益增加的设计容量)和全新自动化高速时分复用(HSTDM,它能将验证平台的带宽速度提高25%并相当于在不改变引脚数量基础上将I/O口数量提升7倍)技术,HAPS-60系列能够实现比其它各种原型系统更高的容量。这种容量优势使设计团队能够为各种非常大的片上系统芯片建立原型。单独的一块HAPS电路板(HAPS-64)能够支持1800万ASIC门的各种设计,而且还可将多个电路板连接在一起,从而实现更高的容量,这一特性能也够保证以前的投资不会浪费。
Vivolo强调,HAPS-60包含了很多DesignWareIP核, 诸如超高速SuperSpeed USB3.0、PCIe和HDMI等,这些IP已经在HAPS系统上经过预先测试 ,设计师们在从事系统级硬件和软件原型验证过程中,可以采用这些相同的并已经验证过的SoC产品级RTL。从原型到生产采用相同的RTL可缩短项目进度和降低风险。“有了预先测试过的DesignWare IP,采用HAPS系统的项目负责人就能够将他们的工程资源集中到产品差异化和系统确认,而不是对其原型的IP部分进行验证。”
另外,HAPS-60验证平台基于Synopsys的高性能通用多源总线(UMRBus)技术,新的验证模式包括了通过标准PLI接口和SCE-MI 2.0事务级接口与Synopsys VCSTM、Innovator产品、C/C++程序和其它事件驱动仿真器之间的协同仿真。“与经验证过的 Confirma软件套件结合在一起,HAPS-60系列提供了成本和上市时间优势,”Vivolo最后说道,“我们的客户反映,无论是传统的、单独基于硬件的验证模式或客户订制化的原型板都可能需要几个月时间才能完成验证,而现在只需几天。”