隨著芯片變得越來越大、越來越復(fù)雜，接口越來越多，并且需要盡早完成硬件和軟件代碼集成，仿真和原型設(shè)計(jì)已成為驗(yàn)證領(lǐng)域必不可少的工具。而由于 5G、自動(dòng)駕駛、人工智能 (AI)、機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 和存儲(chǔ)系統(tǒng)的重要性日益增加，硬件輔助驗(yàn)證 (HAV) 更是成了一項(xiàng)強(qiáng)制性投資。

●為了解決 5G 設(shè)計(jì)的驗(yàn)證問題，有一套全面的、與從硅前知識(shí)產(chǎn)權(quán) (IP) 模塊級(jí)別開始一直到硅后測試實(shí)驗(yàn)室的流程集成在一起的工具非常必要。

●隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)高效、準(zhǔn)確的原型設(shè)計(jì)和驗(yàn)證解決方案的需求也水漲船高。整套控制器都需要在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行測試，以便對(duì)傳感、計(jì)算和致動(dòng)組件進(jìn)行準(zhǔn)確測試。

●在 AI/ML 芯片中，必須從驗(yàn)證角度、設(shè)計(jì)容量、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、功耗分析和軟件堆棧驗(yàn)證等方面對(duì)不同類型的架構(gòu)進(jìn)行考量。

●存儲(chǔ)系統(tǒng) (SSD和CSD) 的非確定性特性可以從基于仿真的虛擬驗(yàn)證中受益，包括能夠高速執(zhí)行完整的系統(tǒng)驗(yàn)證。

FPGA 特別適合于硬件輔助驗(yàn)證，因?yàn)樗鼈兙哂徐`活性和可重構(gòu)性。其他驗(yàn)證工具很難能像 FPGA 那樣有效地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

運(yùn)行時(shí)性能：

設(shè)計(jì)人員可以在真實(shí)場景條件下快速設(shè)計(jì)和測試自己的設(shè)計(jì)，以確保這些設(shè)計(jì)能夠按照預(yù)想快速投入使用，從而在設(shè)計(jì)過程中提供重要的反饋循環(huán)。基于 FPGA 的硬件輔助驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行時(shí)性能要比傳統(tǒng) HDL 仿真快 2 到 5 倍。

上市時(shí)間：

FPGA 的可重構(gòu)性使測試更具敏捷性，能夠做到實(shí)時(shí)修改。開發(fā)人員可以針對(duì)新場景展開測試，并在需要時(shí)快速做出修改，從而縮短新芯片的開發(fā)過程和上市時(shí)間。

系統(tǒng)復(fù)雜性：

邏輯密度高的 FPGA 可為系統(tǒng)供應(yīng)商降低電路板空間要求和復(fù)雜性。英特爾 Stratix 10 GX 10M FPGA 是非常出色的大型 FPGA，具有 1020 萬個(gè)邏輯元件 (LE) 和 2300 多個(gè) I/O，可實(shí)現(xiàn)高級(jí)調(diào)試和設(shè)計(jì)調(diào)優(yōu)功能。

可擴(kuò)展的平臺(tái)：

基于 FPGA 的仿真和原型設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有可擴(kuò)展能力。多個(gè) FPGA 可以并行使用，每個(gè) FPGA 對(duì)被測設(shè)計(jì) (DUT) 的一部分進(jìn)行仿真。DUT 通過高速 IO 引腳與“外部世界”連接。

高速調(diào)試：

基于 FPGA 的仿真也提供了靈活性，因?yàn)橛成涞竭壿嬞Y源的 DUT 可以實(shí)時(shí)重新配置。這樣就可以實(shí)現(xiàn)高速調(diào)試，可見性也比 HDL 仿真要高。

性能和時(shí)延虛擬化：

FPGA 還支持基于仿真的虛擬化，使設(shè)計(jì)人員能夠利用實(shí)際硅片的 5-10% 進(jìn)行流片前原型化并評(píng)估其性能和時(shí)延。

軟硬件并行開發(fā)：

軟件開發(fā)和驗(yàn)證可以與硬件驗(yàn)證同時(shí)進(jìn)行，從而縮短高質(zhì)量產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。

精確的功耗分析：

基于 FPGA 的硬件仿真器可以運(yùn)行實(shí)際應(yīng)用，以獲得快速、高效、準(zhǔn)確的功耗分析模型。

隨著電子設(shè)計(jì)復(fù)雜性的提高，對(duì)具有成本和時(shí)間效益且可以滿足不斷增長的速度和準(zhǔn)確性要求的驗(yàn)證平臺(tái)的需求也在增加。基于 FPGA 的仿真和原型設(shè)計(jì)以其眾多優(yōu)勢(shì)，近年來越來越受歡迎。與其他技術(shù)相比，高密度 FPGA 包含更多的邏輯，因此更適合大型設(shè)計(jì)。FPGA 具有靈活性、可重構(gòu)性和可擴(kuò)展性，能夠支持不同的設(shè)計(jì)要求。它們可以以比其他技術(shù)高得多的速度運(yùn)行，因此是高速設(shè)計(jì)的理想選擇。更重要的是，與其他驗(yàn)證平臺(tái)相比，F(xiàn)PGA 的單價(jià)性能更高，是當(dāng)之無愧的經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

審核編輯 ：李倩