在Cadence日前的新產(chǎn)品媒體發(fā)布會上，Cadence介紹的第三代并行仿真平臺Xcelium便是一種通過加快測試速度來提高驗(yàn)證效率的技術(shù)。在并行仿真技術(shù)的新時(shí)代中，工程師無需再擔(dān)憂驗(yàn)證會成為瓶頸。除了Xcelium，Cadence還重點(diǎn)介紹了其全新的基于FPGA的Protium S1原型驗(yàn)證平臺。這兩款產(chǎn)品皆是Cadence今年3月初發(fā)布的。
“近幾年來，業(yè)界愈加注重早期軟件開發(fā)，從而進(jìn)一步縮短整體項(xiàng)目時(shí)間，這也是我們開發(fā)更先進(jìn)的硬件仿真和 FPGA 原型設(shè)計(jì)平臺的動(dòng)力所在。” Cadence公司系統(tǒng)與驗(yàn)證事業(yè)部產(chǎn)品管理與運(yùn)營副總裁Michał Siwiński如是說。
Cadence公司系統(tǒng)與驗(yàn)證事業(yè)部產(chǎn)品管理與運(yùn)營副總裁Michał Siwiński
應(yīng)對SoC 尺寸和復(fù)雜度的提升，并行仿真平臺Xcelium誕生
據(jù)Michał Siwiński介紹，第三代Xcelium仿真平臺源于收購Rocketick公司帶來的技術(shù)，是業(yè)內(nèi)唯一正式發(fā)布的基于產(chǎn)品流片的并行仿真平臺。基于多核并行運(yùn)算技術(shù)，Xcelium可以顯著縮短SoC面市時(shí)間。
Xcelium仿真平臺具備以下優(yōu)勢，可以大幅加速系統(tǒng)開發(fā)：
1.多核仿真，優(yōu)化運(yùn)行時(shí)間，加快項(xiàng)目進(jìn)度：利用Xcelium可顯著縮短執(zhí)行時(shí)間，在寄存器傳輸級（RTL）仿真可平均提速3倍，門級仿真可提高5倍，DFT仿真可提高 10倍，節(jié)約項(xiàng)目時(shí)間達(dá)數(shù)周至數(shù)月。
2.應(yīng)用廣泛：Xcelium仿真平臺支持多種最新設(shè)計(jì)風(fēng)格和IEEE標(biāo)準(zhǔn)，使工程師無需重新編碼即可提升性能。
3.使用方便：Xcelium仿真平臺的編譯流程將設(shè)計(jì)與驗(yàn)證測試環(huán)境代碼分配至最優(yōu)引擎，并自動(dòng)選取最優(yōu)CPU內(nèi)核數(shù)目，提高執(zhí)行速度。
- 采用多項(xiàng)專利技術(shù)提高生產(chǎn)力（申請中）：優(yōu)化整個(gè)SoC驗(yàn)證時(shí)間的新技術(shù)包括：為達(dá)到快速驗(yàn)證收斂的SystemVerilog Testbench覆蓋率和多核并行編譯。
“較Cadence上一代仿真平臺，Xcelium 單核版本性能平均可提高2倍，多核版本性能平均可提高5倍以上。” Michał Siwiński表示，Cadence Xcelium仿真平臺已經(jīng)在移動(dòng)、圖像、服務(wù)器、消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和汽車等多個(gè)領(lǐng)域的早期用戶中得到了成功應(yīng)用，并通過產(chǎn)品流片驗(yàn)證。他舉例稱，如對于基于ARM的SoC設(shè)計(jì)，在門級仿真獲得了4倍的性能提升，在RTL仿真獲得了5倍的性能提升。意法半導(dǎo)體的28nm FD-SOI SoC和ASIC設(shè)計(jì)，使用Cadence Xcelium并行仿真平臺，在串行模式DFT仿真中得到8倍的速度提升。
全新Xcelium仿真平臺是Cadence驗(yàn)證套件家族的新成員，旨在幫助系統(tǒng)和半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司有效的開發(fā)更完整、更具競爭力的終端產(chǎn)品。“Xcelium仿真平臺、JasperGold Apps、Palladium Z1企業(yè)級仿真平臺和Protium S1 FPGA原型驗(yàn)證平臺共同構(gòu)成了市場上最強(qiáng)大的驗(yàn)證產(chǎn)品套件，幫助工程師加快設(shè)計(jì)創(chuàng)新的步伐。” Michał Siwiński說。
Michał Siwiński直言，前兩代仿真技術(shù)都各自發(fā)展了 20 年左右，相信全新的并行仿真技術(shù)將也成為未來 20 年的仿真基礎(chǔ)。
驗(yàn)證充當(dāng)?shù)氖?ldquo;健康體檢”的角色，F(xiàn)PGA原型驗(yàn)證平臺Protium S1有何升級？
驗(yàn)證在SoC設(shè)計(jì)的過程中是非常重要的一環(huán)。“過去業(yè)內(nèi)有人說驗(yàn)證相當(dāng)于‘買保險(xiǎn)’，我個(gè)人覺得這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，驗(yàn)證實(shí)際上相當(dāng)于是‘健康體檢’，提前發(fā)現(xiàn)問題，并采取措施及時(shí)解決。要不然等到出現(xiàn)問題就晚了。”Cadence全球副總裁亞太區(qū)總裁石豐瑜深入淺出地闡述了他對驗(yàn)證的看法。
Cadence全球副總裁亞太區(qū)總裁石豐瑜
石豐瑜進(jìn)一步指出，過去，在芯片設(shè)計(jì)行業(yè)很少聽到驗(yàn)證，那是因?yàn)檫^去芯片并沒有像現(xiàn)在這么復(fù)雜，設(shè)計(jì)規(guī)模上一般幾百萬門、幾千萬門，通過仿真就可以找出大部分問題，而且這些問題大部分是功能上的問題。但現(xiàn)在芯片越來越復(fù)雜，除了要運(yùn)行OS、跑軟件，還要把芯片做的越來越小。此外，芯片的核數(shù)也越來越多，功耗就變成了一個(gè)突出的問題。還有運(yùn)行軟件時(shí)的帶寬是否足夠，等等。因此，芯片的復(fù)雜度大大增加，如果只是通過仿真來做，已經(jīng)無法完成。但是這些問題一旦出現(xiàn)足以毀掉一個(gè)產(chǎn)品。因此，必須驗(yàn)證。
“這些驗(yàn)證已經(jīng)不僅僅是功能驗(yàn)證，還包括功耗、帶寬、系統(tǒng)穩(wěn)定性的驗(yàn)證等?，F(xiàn)在驗(yàn)證已經(jīng)是個(gè)無窮盡的活，是一條曲線，永遠(yuǎn)無法逼近完美，但I(xiàn)C設(shè)計(jì)人員只能盡量去做，把那些大問題盡早地找出來，并且?guī)椭蛻艚鉀Q。這也是Cadence推出這些產(chǎn)品的原因，并且已經(jīng)成為IC設(shè)計(jì)業(yè)不可或缺的一套工具。”石豐瑜直言，其實(shí)伴隨著IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，Cadence也遇到很多挑戰(zhàn)，尤其是在過去的5-10年，Cadence投入了很多研發(fā)經(jīng)費(fèi)，也收購了一些優(yōu)秀的公司，推出了一些很好的產(chǎn)品。
石豐瑜表示，從28nm開始，IC設(shè)計(jì)業(yè)開始遇到更多的挑戰(zhàn)。“我們也在與客戶溝通，希望他們能早點(diǎn)為驗(yàn)證時(shí)代的來臨做準(zhǔn)備。未來，設(shè)計(jì)一顆芯片在驗(yàn)證上的花費(fèi)可能比在設(shè)計(jì)更多。”
此次，Cadence發(fā)布的全新基于FPGA的Protium S1原型驗(yàn)證平臺，借由創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)算法，可顯著提高工程生產(chǎn)效率。據(jù)介紹，Protium S1與Cadence Palladium Z1企業(yè)級仿真平臺前端一致，初始設(shè)計(jì)啟動(dòng)速度較傳統(tǒng)FPGA原型平臺提升80%。Protium S1采用Xilinx Virtex UltraScale FPGA技術(shù)，設(shè)計(jì)容量比上一代平臺提升6倍，性能提高2倍。
Michał Siwiński稱，Protium S1平臺主要有以下優(yōu)勢來助力設(shè)計(jì)師進(jìn)一步提高生產(chǎn)力：
1.超高速原型設(shè)計(jì)：Protium S1平臺具備先進(jìn)的存儲單元建模和實(shí)現(xiàn)能力，可將原型設(shè)計(jì)啟動(dòng)時(shí)間從數(shù)月降至數(shù)日，大幅提前固件開發(fā)日程。
2.方便使用與采納：Protium S1平臺和Palladium Z1共享一套通用編譯流程，現(xiàn)有編譯環(huán)境的重復(fù)利用率最高可達(dá)80%；兩個(gè)平臺之間保持前端流程高度一致。
3.創(chuàng)新的軟件調(diào)試能力：Protium S1平臺提供多種提高固件和軟件生產(chǎn)力的功能，包括存儲單元后門讀寫、跨分區(qū)轉(zhuǎn)存波形、force-release語句，以及運(yùn)行時(shí)鐘控制。
Michał Siwiński表示，“Protium S1 為軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供完整必需的軟硬件組件、全面集成的實(shí)現(xiàn)流程、更快的設(shè)計(jì)啟動(dòng)時(shí)間和最先進(jìn)的調(diào)試能力，使其可以提前數(shù)月交付更具吸引力的終端產(chǎn)品。”他透露，產(chǎn)品正式發(fā)布之前，Protium S1已被網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)者類和存儲類市場多家廠商先期采用。
重視中國市場 加大在華研發(fā)力度
目前，Cadence在亞太區(qū)的銷售收入占了全球總收入的26%，北美所占的比例最大。不過，石豐瑜表示，中國已經(jīng)成為全球成長最快的市場，Cadence在中國市場的成長最快。
石豐瑜指出，和20年前相比，美國的IC產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了很大變化，現(xiàn)在美國設(shè)計(jì)芯片的企業(yè)并不僅僅只有IC企業(yè)，很多系統(tǒng)公司又重新回來設(shè)計(jì)半導(dǎo)體，而以前他們希望盡快把半導(dǎo)體部門分出去。他稱，之所以出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)檎麄€(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的垂直分工已經(jīng)非常明確，系統(tǒng)廠商不需要再自己做EDA工具，只需要專注在自己想要設(shè)計(jì)的芯片就可以了。
目前，Cadence正在加大在中國市場的投入。石豐瑜稱，中國的系統(tǒng)廠商已經(jīng)成長起來了，在全球也處于領(lǐng)先的地位。而這些廠商要么與國內(nèi)的半導(dǎo)體廠商進(jìn)行深度合作，要么開始自己設(shè)計(jì)芯片，這對整個(gè)國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有很大的推進(jìn)作用。他進(jìn)一步稱，“工具上的設(shè)計(jì)，必須要與客戶深度合作，國內(nèi)有越來越多具有規(guī)模的廠商越往前引領(lǐng)潮流，與我們深度合作的機(jī)會越大。”
石豐瑜透露，目前在中國市場除了現(xiàn)場支持的工程師、銷售之外，也在把大部分研發(fā)轉(zhuǎn)到國內(nèi)。“中國市場成長很快，客戶需求很大，種類也特別多，我們在國內(nèi)把研發(fā)團(tuán)隊(duì)建大建全是很自然的事情。北京、上海、深圳三個(gè)地方的員工加起來已有八九百人。”
