在芯片的研發(fā)中，風險主要來自芯片的正確性代價成本。如何在流片前及時、徹底地發(fā)現(xiàn)設計中潛藏的邏輯錯誤，保證芯片的可用性、高效性、始終是業(yè)內著力解決的問題。因此驗證在芯片設計與實現(xiàn)中是非常重要的一環(huán)，這些復雜芯片的開發(fā)都需要進行更全面的測試驗證。在數(shù)字電路設計的早期，設計和驗證團隊往往會選擇軟件仿真、硬件仿真及原型驗證作為常規(guī)驗證工具。
業(yè)內人士通常將硬件仿真作為調試的大殺器，尤其在面對SoC中硬件和軟件的交互。硬件仿真有著比軟仿更高的運算能力再加上全可視的特點, 能夠更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷并提供調試和修正手段，解決嵌入式硬件和軟件底層邊界之間的疑難雜癥。因此硬件仿真往往具有以下特點：

設計容量大，可擴展性好

仿真速度快

調試能力強，調試模式多樣

適合大型設計從模塊級、芯片級到系統(tǒng)級的仿真驗證

由于大數(shù)據(jù)處理及 AI 芯片設計規(guī)模的持續(xù)擴大，以及市場激烈競爭下的快速迭代需求，越來越多的芯片設計公司考慮選擇硬件仿真系統(tǒng)，來提高芯片驗證效率，縮短芯片開發(fā)周期。而硬件仿真成為平臺化中心的特點也越來越明顯。

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企業(yè)級

硬件仿真新突破

伴隨各種設計驗證方法學的不斷推陳出新，各種硬件仿真系統(tǒng)也層出不窮。在硬件仿真的選擇中，通常會考核很多功能，硬件仿真系統(tǒng)的執(zhí)行速度，硬件可靠性，是否有更大的設計容量，及多用戶資源等，都是芯片設計公司選擇時會考慮的多重因素。另外，還會考慮是否有其他新特性，來不斷提高這種驗證技術的投資回報率。例如：

如何快速搭建驗證環(huán)境，在極短時間內完成用戶設計的移植和部署

如何快速發(fā)現(xiàn)和定位深層次的隱藏問題

如何快速設計足夠驗證 case ，滿足不同應用場景的驗證需求

如何在短時間完成對大規(guī)模設計的充分驗證

針對復雜芯片規(guī)模的驗證痛點，業(yè)界普遍認為先進的企業(yè)級硬件仿真系統(tǒng)還應有更大的突破。例如：

需要操作便捷，系統(tǒng)自動化程度高，支持用戶設計的全自動編譯，無需對設計過多干預， Gigabyte 級別的設計網(wǎng)表能快速編譯并快速完成后端工作

需要具有強大的調試能力，支持足夠靈活的調試手段，可以捕捉源代碼的深度錯誤和性能瓶頸。在實現(xiàn)高速運轉速度的同時保證信號全部可探測（信號全可視），支持靈活的實時觸發(fā)、海量的波形數(shù)據(jù)存儲和分析

為了滿足日益復雜的芯片設計，以及日益旺盛的國產化需求，思爾芯全新推出 「OmniArk 芯神鼎」企業(yè)級硬件仿真系統(tǒng)。該產品為思爾芯自主研發(fā)，擁有多項自主知識產權的核心技術，實現(xiàn)了對超大規(guī)模設計的全自動編譯。目前已在多個芯片設計企業(yè)推廣使用。幫助汽車電子、CPU 、AI 、 5G 、云計算等 SoC 設計所需的復雜驗證。

產品采用超大規(guī)模商用可擴展陣列架構設計，機箱模塊結構，方便維護和擴展。產品形態(tài)從桌面型到機柜型，設計容量可擴展至 20 億門。包含一套便捷易用的軟件系統(tǒng)，支持 GUI 圖形界面和 TCL 腳本命令，集成編譯、運行、調試的完整流程。

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OmniArk 芯神鼎

重要特性

“工欲善其事,必先利其器”， OmniArk 芯神鼎在提供硬件加速平臺的同時也提供各種功能的創(chuàng)新配套軟件：用戶設計語法自動糾錯、 Smart P&R 技術，ABS（Auto-Block Select）技術, 多樣化信號采集手段等等，讓用戶實現(xiàn)MHz級仿真加速、全自動智能編譯流程、強大調試能力，以及多種仿真驗證模式。更擁有豐富的 VIP 庫，適合超大規(guī)模高端通用芯片設計的系統(tǒng)級驗證，可以滿足不同驗證場景需求。

重要特性：

1、設計快速移植和部署

支持 Verilog，SystemVerilog 等常用開發(fā)語言

用戶設計語法自動糾錯

自動化的門控時鐘、三態(tài)、多驅等處理

2、全自動智能編譯流程

多線程（進程）并行綜合

超大規(guī)模的用戶內存自動建模映射

多時鐘域時序分析，運行頻率估算

Smart P&R 技術，幫助參數(shù)智能優(yōu)化

增量編譯，減少編譯時間

選擇高性能的軟件開發(fā)工具往往能夠大大提高硬件仿真的驗證效率。OmniArk 芯神鼎整個編譯流程皆為全自動，較少需要用戶干預，通過多種核心技術，就能實現(xiàn)快速編譯與自由設計。

3、MHz級仿真加速

時序驅動的分割和路由算法：兼顧最小切割和關鍵路徑延時

時序驅動的 TDM 和引腳分配：關鍵路徑采用更小的 Ratio 比

系統(tǒng)級時序建模及時序分析：準確估算最大運行頻率、為時序驅動算法提供反饋

ABS（Auto-Block Select）技術：解決超大規(guī)模設計的性能挑戰(zhàn)

對硬件仿真工具的性能影響最大的是基本元件之間的連接延遲，因此分割（Partitioning）對仿真速度的影響最大。以一個 10 億門的超大規(guī)模電路設計為例，如果將其在專用的硬件仿真平臺上，就會涉及到的芯片間切割、布線、時序分析等一系列復雜問題。傳統(tǒng)的分割器只優(yōu)化切割數(shù)（Sum of External Degrees），所以不能有效的優(yōu)化時序（Timing），因此應用時序驅動的分割器來提高硬件仿真性能。OmniArk 芯神鼎采用 4 大技術創(chuàng)新，其中通過時序驅動的分割和路由算法，兼顧最小切割和關鍵路徑延時，可實現(xiàn)高達數(shù) MHz 的仿真速度，從而提高硬件仿真性能。

4、強大的調試糾錯能力

多樣化信號采集手段

靈活設置信號觸發(fā)方式

支持存儲器后門讀寫，為固件的裝載和調試提供便利

支持 Force/Release/Deposit ，方便進行故障注入測試

芯神鼎有著多樣化信號采集手段，比如：靜態(tài)探針，動態(tài)探針，信號全可視（IO/Register/Logic/Memory)，更有靈活設置信號觸發(fā)方式，支持對任意信號的波形實時抓取。此外還支持存儲器后門讀寫，可以為固件的裝載和調試提供便利；支持 Force/Release/Deposit ，方便進行故障注入測試；并且內置了波形查看工具，并支持波形與RTL代碼反標，方便在 RTL 源碼級調試，使得整個調試糾錯能力更高效。5、多種仿真驗證模式
芯神鼎擁有多種的仿真驗證模式，如 TBA、ICE、QEMU 等模式，滿足多種驗證場景的需求。6、豐富的 VIP 庫
芯神鼎擁有豐富的 VIP 庫，支持常見高性能接口的速度適配，如 AHB、AXI、PCIe、DDR、Ethernet、USB 等，可以滿足不同驗證場景需求。

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OmniArk 芯神鼎

應用案例

電子科技大學（成電）和西安電子科技大學在使用了 OmniArk 芯神鼎后，表達了對產品的高度認可。

西安電子科技大學微電子學院教授游海龍表示：“西電在采購建設世界先進 EDA 工具的同時，支持國產最新 EDA 研發(fā)成果。2022 年，我們采購了國產自主研發(fā)的OmniArk 芯神鼎，并在我校集成電路設計教學與科研中發(fā)揮了重要作用。在面向先進集成電路設計研發(fā)驗證中，基于 OmniArk 芯神鼎上實現(xiàn)了快速移植和部署，提前計劃完成了工程搭建，無需對硬件環(huán)境進行手工連線。整個全自動的智能編譯流程能夠大大提高我們的驗證效率，調試能力強大且靈活，用戶界面操作友好且易用，幫助我們在超大規(guī)模 SoC 設計中系統(tǒng)級功能驗證的實現(xiàn)。同時 OmniArk 芯神鼎的高性能和易操作也支持著我們的課堂教學，實踐教學，課程設計等教學活動, 使教學效果出現(xiàn)了非常大的改觀?！?/p>

OmniArk 芯神鼎是西電首臺購買并應用于教學的硬件仿真工具，也是基于國產自主的突破性 EDA 工具，使得相關成果能在國內高校得到應用，為西電集成電路設計方面人才培養(yǎng)提供了有利條件。

游教授進一步表示：“依托西電產教融合創(chuàng)新平臺，我們將為 OmniArk 芯神鼎在國內開展實訓。并與思爾芯圍繞集成電路驗證領域，進一步緊密合作，依托硬件平臺合作共建教材、課程，為我國建設培養(yǎng)更多掌握先進設計方法學以及國產自主工具的高層次人才?！?/p>

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結合其他產品線

打造全流程

OmniArk 芯神鼎是真正的國產企業(yè)級硬件仿真系統(tǒng)，對標三巨頭，實現(xiàn)信號全可視的產品。思爾芯自 2004 年成立以來一直專注于 EDA 領域的深耕發(fā)展。近 20 年雄厚的技術積累，使得產品成熟、穩(wěn)定，表現(xiàn)也更為出色，多年來深受市場的肯定。尤其是在中國 IC 設計公司數(shù)量越來越多的大環(huán)境下，還能夠做到充分貼近本地客戶服務，最終獲得越來越多的客戶認可和信任。基于思爾芯能夠深入挖掘客戶痛點，不斷快速響應的服務特點，得到了600+的海內外客戶背書。此次新產品的開發(fā)就是為了響應龐大而豐富的客戶群體需求，打造了國產化、自動化、高性能、真正全可視的調試環(huán)境，幫助客戶完成驗證場景，提高整個芯片開發(fā)效率，加速產品上市周期。思爾芯目前已完善了整個芯片設計的功能驗證布局，提供了成熟商用的架構設計軟件、高性能多語言混合的數(shù)字軟件仿真工具、企業(yè)級國產硬件仿真系統(tǒng)、多組合方案的原型驗證解決方案等。
未來，思爾芯還將結合其他產品線，通過獨立的硬件仿真配上幫助與軟件仿真、原型驗證協(xié)同仿真的軟件，一樣可以實現(xiàn)軟硬件協(xié)同仿真的完美運行。以先進的異構驗證方法學進行 SoC 設計，打造出真正的國產數(shù)字 EDA 全流程。