2020年09月10日 硬件仿真工具首次超越软件Simulation的原因是什欧洲杯直播么

2024-11-07 02:51:16 作者:小编

  在过去的两年里,EDA领域发生着一件需要引起重视但似乎没人关注的动向:硬件验证工具(基本上是硬件仿真和基于FPGA的原型验证)的收入超过了HDL或RTL Simulation的收入。

  ESD联盟每季度发布的统计报告显示,从1995年到2018年,HDL Simulation的收入一直超过硬件仿线亿美元左右。

  然而这一情况在2018年开始逆转,并于2019年,硬件仿真工具销售额超过了Simulation。

  在2000年初,最先进的工艺技术节点差不多是180nm,差不多是千万量级的晶体管数量,设计结构由单核处理器、内存块和硬连线逻辑(以一些商业IP和自定义块的形式)组成。

  一般都是在RTL设计上运行HDL Simulation,以及通过硬件验证语言(HVL)测试台进行测试,就可以很好地满足硬件设计验证。当时硬件仿真工具还处于初级阶段,仅在电路内仿真(ICE)模式下部署,并处理真实世界的输入,以执行CPU和GPU的系统级验证。

  当时,嵌入式软件并不流行,在开发时,它的验证要么在RTL达到稳定后基于FPGA的原型上完成,要么在预生产的芯片Demo上完成。

  在随后的二十年中,工艺技术节点不断缩小,硬件设计的复杂性继续增加。这种方法学形成了一个多层次的结构,包括各种处理核心、大量内存以及许多IP和自定义块。今天,最大的设计接近100亿个晶体管,增加了三个数量级。

  在硬件扩展的同时,软件也实现了更多的功能。与硬件一样,软件采用多层分层堆栈的形式。

  图2:与工艺技术节点所对应的,设计最先进芯片的成本正在飙升。在28nm及以下,嵌入式软件验证和硬件验证部分的成本最高。来源:IBS

  图4显示了每个过程技术节点在硬件验证和软件验证方面的花费,其中软件验证开销已经超过了硬件验证开销。

  半导体设计领域中的变化影响了设计验证方法,尤其是HDL Simulation,它的吞吐量已经突破天际。考虑下超10亿门的设计中,对硬件和嵌入式软件进行详尽的验证需要什么。

  嵌入式软件包括驱动程序、一个或多个操作系统、中间件和应用程序。所有这些都与硬件交互。任何一种情况下的任何异常都会影响到整体,从而使验证/验证团队本已十分艰巨的任务更加恶化。挖掘深层次的错误,无论是硬件还是软件,都需要将其结果进行充分验证。

  今天,验证团队必须处理另一项任务。为了在竞争激烈的环境中取胜,新设计必须在提供高性能和低功耗方面优于竞争对手。这两个目标都必须在开发阶段得到验证,然后才能进行设计。

  实际上,这意味着需要在十亿个测试中的门设计(DUT)上处理数万亿个验证周期。无论其复杂性如何,任何测试台都无法实现该目标。它只能通过处理真实的应用程序或实际的工作负载基准来满足。

  只有硬件辅助验证工具(如硬件仿真器和FPGA原型)才具有引导操作系统和执行验证、仿真和分析DUT所需的整个软件堆栈的吞吐量。

  值得注意的是,模拟器和FPGA原型的总拥有成本(COO)明显高于HDL Simulation的COO,这也解释了为什么2018年其收入超过了HDL Simulation的收入。撇开不谈,芯片设计验证小组也必须依靠仿真器和FPGA原型来实现他们的目标。因此,这一趋势将持续下去。关键字:引用地址:硬件仿真工具首次超越软件Simulation的原因是什么

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