電子行業(yè)正在從硬件定義向系統(tǒng)定義轉(zhuǎn)變，而電子產(chǎn)品越來(lái)越受應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。結(jié)果，產(chǎn)品差異化已經(jīng)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)（基于軟件）的內(nèi)容上，而硬件平臺(tái)及其開(kāi)發(fā)過(guò)程變得越來(lái)越商品化。在這個(gè)新興領(lǐng)域中抓住新機(jī)遇需要在電子行業(yè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。必須解決系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員的需求，并且必須將對(duì)這些需求的響應(yīng)集成到一個(gè)解決方案中。

與進(jìn)度延誤和產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)的潛在風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)變得巨大。上市時(shí)間壓力和軟件定義產(chǎn)品功能的趨勢(shì)使得傳統(tǒng)的順序流程，其中系統(tǒng)級(jí)芯片 （SoC） 開(kāi)發(fā)之后是電路板和設(shè)備開(kāi)發(fā)，然后是軟件開(kāi)發(fā)，已經(jīng)過(guò)時(shí)了。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)滿(mǎn)足功能、功率和性能已成為最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。對(duì)于許多 OEM 公司來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)啟動(dòng)占用了整個(gè)開(kāi)發(fā)周期的三分之一到二分之一，產(chǎn)品質(zhì)量和可預(yù)測(cè)性成為第二和第三優(yōu)先事項(xiàng)。系統(tǒng)啟動(dòng)是 OEM 高管最關(guān)心的問(wèn)題，因?yàn)樗梢詻Q定或破壞其產(chǎn)品的盈利能力。

如果你參與過(guò)關(guān)于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的辯論，你的問(wèn)題可能是這樣的：

系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證的最佳方法是什么？

我們是否應(yīng)該投資于更快的虛擬平臺(tái)的承諾，同時(shí)處理它們固有的時(shí)間不準(zhǔn)確性？

基于 FPGA 的原型設(shè)計(jì)方法——成本低但啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)——是否足以完成工作？

我們應(yīng)該僅僅依靠系統(tǒng)仿真還是仿真加速？

如何利用這些技術(shù)與我們的 IP 供應(yīng)商和客戶(hù)進(jìn)行協(xié)作？

在過(guò)去的 15 年里，我參加了幾十個(gè)小組和圓桌會(huì)議，提出了這樣的問(wèn)題。答案很大程度上取決于具體負(fù)責(zé)人的責(zé)任或他或她公司的產(chǎn)品，有些人在更換公司時(shí)會(huì)改變答案。多年來(lái)，我們（在 Cadence）意識(shí)到所提供的特定產(chǎn)品并不那么重要。重要的是客戶(hù)獲得的價(jià)值以及他們需要花費(fèi)的資源、時(shí)間和金錢(qián)。我們也意識(shí)到?jīng)]有一種產(chǎn)品或平臺(tái)可以解決所有的系統(tǒng)驗(yàn)證和確認(rèn)問(wèn)題。需要多個(gè)平臺(tái)的組合。

成功完成下一代設(shè)計(jì)的最大挑戰(zhàn)是避免芯片重新旋轉(zhuǎn)、按時(shí)完成越來(lái)越多的軟件，還是找到驗(yàn)證硬件和軟件之間交互的方法？

許多驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)使用臨時(shí)的技術(shù)組合以及脫節(jié)的環(huán)境和平臺(tái)，以至于他們無(wú)法完成工作。為了跟上高級(jí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需求，傳統(tǒng)的方法根本不夠高效。驗(yàn)證吞吐量無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)今日益復(fù)雜的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)最近與大型復(fù)雜系統(tǒng)驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)的討論，使用寄存器傳輸語(yǔ)言 （RTL） 仿真完成復(fù)雜的驗(yàn)證任務(wù)不再有效。需要的是一個(gè)高性能環(huán)境，適用于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的系統(tǒng)上下文中的硬件驗(yàn)證、低級(jí)固件和軟件開(kāi)發(fā)。

大圖解決方案必須提供統(tǒng)一的流程，為用戶(hù)提供熟悉的環(huán)境，能夠最大化和擴(kuò)展子系統(tǒng)和系統(tǒng)級(jí)仿真的仿真能力。環(huán)境和性能需要對(duì)系統(tǒng)、軟件和硬件驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)具有吸引力和吸引力。Cadence 設(shè)想的流程結(jié)合了開(kāi)放、連接、可擴(kuò)展和一流的硬件/軟件平臺(tái)，包括硬件輔助驗(yàn)證和基于軟件的工具。集成流程需要在為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和企業(yè)級(jí)客戶(hù)提供可擴(kuò)展的可用性方面開(kāi)辟新天地，在多個(gè)抽象層次上連接設(shè)計(jì)和驗(yàn)證流程，提供高性能和靈活的建模環(huán)境。想象一下您可以使用集成流程為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

業(yè)務(wù)痛點(diǎn)

上市時(shí)間是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商和系統(tǒng)公司面臨的第一大挑戰(zhàn)。公司（尤其是在消費(fèi)市場(chǎng)）面臨著滿(mǎn)足其市場(chǎng)窗口并將其整體設(shè)計(jì)周期從 12 個(gè)月縮短至 6 個(gè)月的壓力。這些公司需要能夠以可預(yù)測(cè)的時(shí)間表與供應(yīng)商和合作伙伴進(jìn)行有效的溝通和互動(dòng)。CEO 希望走上革命性的道路，將他們的組織從芯片或 IC 制造商轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)公司。

在這一轉(zhuǎn)型過(guò)程中，公司領(lǐng)導(dǎo)者需要將他們的硬件和軟件團(tuán)隊(duì)整合為一個(gè)。開(kāi)發(fā)服務(wù)并贏得市場(chǎng)特定應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的方法將讓位于在正確的時(shí)間進(jìn)入市場(chǎng)，同時(shí)滿(mǎn)足規(guī)范。與此同時(shí)，這些具有前瞻性的公司將與正在生成內(nèi)容的合作伙伴（Facebook、谷歌、Netflix 以及類(lèi)似的組織或運(yùn)營(yíng)商，如 AT&T、Comcast 和 Verizon）合作。因此，電子行業(yè)參與者很可能錯(cuò)過(guò)他們的市場(chǎng)窗口，除非他們改變他們開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的方式。圖 1 顯示了由于在慢速、中速和快速細(xì)分市場(chǎng)中缺少市場(chǎng)窗口而導(dǎo)致的潛在收入損失風(fēng)險(xiǎn)。六個(gè)月的延遲可能導(dǎo)致平均損失 5000 萬(wàn)美元。

圖 1：沒(méi)有在正確的時(shí)間進(jìn)入市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展而增加。

技術(shù)痛點(diǎn)

隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性（想想多核、多線(xiàn)程、多任務(wù)和快速增加的軟件內(nèi)容）的增長(zhǎng)，滿(mǎn)足應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)的需求變得更具挑戰(zhàn)性。一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是從芯片流片到上市時(shí)間。系統(tǒng)硬件/軟件啟動(dòng)和集成是關(guān)鍵瓶頸。當(dāng)前旨在緩解這些瓶頸的產(chǎn)品是專(zhuān)有儀器，采用不可配置的模型，并且不容易準(zhǔn)備好插入第三方工具。更重要的是，這些產(chǎn)品是分散的，帶有不連貫的點(diǎn)工具，將集成和從一個(gè)開(kāi)發(fā)階段遷移到另一個(gè)開(kāi)發(fā)階段的負(fù)擔(dān)留給了用戶(hù)。這些產(chǎn)品僅限于解決單個(gè)抽象級(jí)別。

客戶(hù)的理想是能夠滿(mǎn)足他們所有需求的單一平臺(tái)。不幸的是，沒(méi)有單一的硬件/軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)可以解決所有設(shè)計(jì)階段。因此，需要基于多個(gè)平臺(tái)組合的單一解決方案/流程。每個(gè)平臺(tái)都專(zhuān)注于具有不同優(yōu)化特性的流程的每個(gè)階段。

例如，在設(shè)計(jì)的早期，用戶(hù)需要一個(gè)可以在硬件抽象模型之上運(yùn)行他們的軟件的平臺(tái)。在這個(gè)過(guò)程的后期，他們需要在硬件的準(zhǔn)確表示之上運(yùn)行他們的軟件?？蛻?hù)花費(fèi)數(shù)月和許多美元手動(dòng)跨平臺(tái)遷移。他們需要一組連續(xù)的開(kāi)放和連接平臺(tái)。選擇的開(kāi)放平臺(tái)應(yīng)基于標(biāo)準(zhǔn)并具有第三方支持?；ヂ?lián)平臺(tái)應(yīng)具有集成的產(chǎn)品、方法和流程，以允許用戶(hù)自動(dòng)從一個(gè)平臺(tái)遷移到另一個(gè)平臺(tái)。成功的平臺(tái)將支持整個(gè)流程中的硬件/軟件驗(yàn)證和集成過(guò)程，具有可擴(kuò)展的性能和容量，以支持多個(gè)抽象級(jí)別。

一套全面的開(kāi)放、連接和可擴(kuò)展的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)

Cadence 通過(guò)開(kāi)發(fā)和交付一整套稱(chēng)為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)套件的硬件/軟件平臺(tái)來(lái)解決前面提到的技術(shù)挑戰(zhàn)。該套件是開(kāi)放的、連接的和可擴(kuò)展的，具有強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴關(guān)系、服務(wù)和集成方法?；谄湓诟呒?jí)驗(yàn)證和加速/仿真方面的行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品，這一連續(xù)統(tǒng)一體在市場(chǎng)上創(chuàng)造了一種解決關(guān)鍵系統(tǒng)開(kāi)發(fā)挑戰(zhàn)的方法。如圖 2 所示，這種方法包括四個(gè)具有性能權(quán)衡的硬件/軟件平臺(tái)。盡管所有這些平臺(tái)都支持硬件和軟件的驗(yàn)證和集成，但有些平臺(tái)更側(cè)重于硬件驗(yàn)證和驗(yàn)證，而另一些平臺(tái)則針對(duì)軟件開(kāi)發(fā)人員的更高性能。

圖 2：設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要針對(duì)離散開(kāi)發(fā)階段優(yōu)化的集成平臺(tái)集，以滿(mǎn)足上市時(shí)間目標(biāo)。

每個(gè)平臺(tái)都唯一地連接到下一個(gè)平臺(tái)，以便在用戶(hù)從一個(gè)開(kāi)發(fā)階段遷移到另一個(gè)開(kāi)發(fā)階段時(shí)加快硬件/軟件環(huán)境的啟動(dòng)時(shí)間。

虛擬系統(tǒng)平臺(tái)

虛擬系統(tǒng)平臺(tái)為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員提供的工具可幫助他們創(chuàng)建和分析虛擬平臺(tái)/原型設(shè)計(jì)。軟件開(kāi)發(fā)人員獲得了一個(gè)平臺(tái)，可以在用于早期軟件開(kāi)發(fā)和軟件分發(fā)的抽象模型之上運(yùn)行他們的軟件。它是開(kāi)放的（基于標(biāo)準(zhǔn)）并提供可擴(kuò)展的性能和卓越的硬件/軟件調(diào)試功能。它通過(guò)統(tǒng)一的模擬器和通用的驗(yàn)證IP連接到Incisive Verification Platform。

Incisive 驗(yàn)證平臺(tái)（帶有 Incisive Enterprise Simulator）

該平臺(tái)的高級(jí)驗(yàn)證工具基于開(kāi)放式方法 （UVM） 進(jìn)行塊/芯片級(jí)驗(yàn)證，具有豐富的優(yōu)化驗(yàn)證 IP 組合，可擴(kuò)展到其他平臺(tái)。它幫助驗(yàn)證工程師啟動(dòng)固件并提供硬件/軟件指標(biāo)驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證功能，該功能也可與虛擬系統(tǒng)平臺(tái)和驗(yàn)證計(jì)算平臺(tái)一起使用。

驗(yàn)證計(jì)算平臺(tái)（Palladium XP）

用戶(hù)將發(fā)現(xiàn)該平臺(tái)提供具有可擴(kuò)展容量和性能的周期精確系統(tǒng)驗(yàn)證（仿真）和加速功能，其中包括硬件/軟件調(diào)試功能。該平臺(tái)是開(kāi)放的，提供快速啟動(dòng)和周轉(zhuǎn)時(shí)間，并提供低功耗驗(yàn)證和分析以及度量驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證功能。它通過(guò)熱插拔、通用調(diào)試、運(yùn)行時(shí)、編譯和驗(yàn)證IP連接到Incisive Verification Platform。

快速原型制作平臺(tái)

基于 FPGA 的快速原型開(kāi)發(fā)平臺(tái)作為一個(gè)周期精確的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，能夠連接到現(xiàn)實(shí)世界的接口以運(yùn)行詳盡的回歸。它允許向軟件開(kāi)發(fā)人員分發(fā)多個(gè)負(fù)擔(dān)得起的原型。它是開(kāi)放的，支持基于標(biāo)準(zhǔn)的 ASIC 流程，并提供高度準(zhǔn)確的可擴(kuò)展啟動(dòng)和調(diào)試。結(jié)合驗(yàn)證計(jì)算平臺(tái)，組合解決方案提供通用編譯流程、SpeedBridge 適配器和強(qiáng)大的調(diào)試功能。

概括

電子和半導(dǎo)體行業(yè)在過(guò)去十年中發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，軟件已經(jīng)超越硬件，成為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本、進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)的主要驅(qū)動(dòng)因素。

系統(tǒng)集成時(shí)間是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商和系統(tǒng)公司面臨的主要挑戰(zhàn)。

目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品是封閉的、分散的和有限的。

為了解決系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本、進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，需要一套全面的開(kāi)放、連接和可擴(kuò)展的硬件/軟件平臺(tái)，以加速?gòu)囊粋€(gè)平臺(tái)到另一個(gè)平臺(tái)的遷移。

審核編輯：郭婷