仿真設計數據中心為驗證工程師帶來福音 _知識百科

ntent g-fz-14 article">如今，越來越多的設計在系統層面進行，這是前所未有的。而讓這一切得以實現的，是硬件仿真技術。硬件仿真允許將寄存器傳輸級（RTL）源代碼作為模型，但同時又能提供足夠的處理能力支持系統級工作，特別是涉及到軟件開發或運行軟件工作負荷的情況。
因此，硬件仿真已取代了興盛30余年的RTL模擬器，成為萬眾矚目的焦點。需要注意的是，我并非在此提倡大家摒棄RTL模擬器。在早期設計階段的硬件驗證過程， RTL模擬器當然是首選，而且是無與倫比的。它能快速編譯一個設計頁面，還具有某種程度的互動“假設”分析，在設計尺寸有限的情況下，其他任何工具都望塵莫及。
對于知識產權（IP）模塊來說，的確如此。然而對于系統集成和系統驗證測試而言，在需要對軟硬件同時進行測試的情況下，軟件仿真則太過緩慢，而且不切實際。需要一個數據點嗎？我們假設，一個1億等效門的ASIC以100 MHz的頻率運行，一個設計團隊嘗試仿真它一秒鐘的真實數據。我們不妨大方地假設仿真器以100Hz的頻率運行，那么將耗時100萬秒--即277小時，或11天。相比之下，一個以1MHz的頻率運行的硬件仿真器則只需要100秒。我的假設到此為止。
但是這種解決方案成本不菲，因此仿真數據中心便應運而生且廣受驗證工程師的青睞。為創建可服務于世界各地的諸多驗證工程師及軟件開發人員的仿真設計數據中心，需要滿足以下三個條件。系統必須支持：
● 非常強大的設計容量和多個并發用戶
● 遠程訪問
● 資源管理
我們來逐一進行詳細討論。
滿足設計容量與多用戶的需求
設計尺寸將分布曲線往上推至幾億ASIC等效門。極端情況下，有些設計已經超過10億門。通常情況下， IP組塊達到數以千萬計門。與此同時，設計團隊在擴招軟件開發人員，其數量大大超過硬件設計師的人數。在擁有如此多樣化的設計社區的公司，需要一個容量為數百億門、7*24小時不間斷運行的硬件仿真平臺。
目前，最大的硬件仿真平臺可提供的容量上限為數十億門，足以創建有史以來最大的設計，卻仍然無法滿足一家大公司的需求。處理嵌入式軟件需要依次運行數十億周期。倘若速度為1MHz,則運行10億周期需要1,000秒的時間。若單個設計需消耗所有的仿真資源，那么該設計任務將在運行期間獨占整個硬件仿真器，其他所有用戶在此期間將無法使用。這種情況可能需要數小時的時間。
這一問題可通過兩種方法得到解決。第一種方法是，硬件仿真平臺的架構需支持多個并發用戶共享仿真資源，但要注意的是，任何進程都無法獨占整個平臺容量。第二種方法即建立一個由數個硬件仿真平臺構成的仿真工廠。這種方法將得到仿真器供應商的青睞。
例如， Mentor Graphics的Veloce2可在其雙Maximus平臺中支持大約20億門設計，可供多達128個用戶同時使用。具體的用戶數還和設計大小有關， Veloce2 Maximus可支持以上任意組合（圖表1）。

文章插圖

圖1.通常情況下，多個并發用戶有不同的設計容量需求。
Veloce2的硬件架構已從頭開始重新設計，以避免將多個單獨的機箱拼湊在一起。與計算機服務器類似，它包含多個機架，配備了邏輯板、電源和連接背板。還包括高級驗證板（AVBs）、電源架、以及采用活動開關連接各AVBs的矩陣板。總而言之，該系統是穩定可靠的。一個雙Maximus平臺即可滿足任何公司的容量需求，無論是大的單個設計還是需要多種設計尺寸的批量用戶。