隨著SOC/ASIC 設(shè)計規(guī)模不斷增大，且結(jié)構(gòu)愈加復雜，導致驗證的復雜度呈指數(shù)級增長。為了縮短芯片的上市周期，在不同設(shè)計階段工程師們往往選擇不同的仿真驗證工具，提高整個芯片開發(fā)效率。在一個芯片的設(shè)計開發(fā)流程中，軟件仿真是其中重要的一個部分。這種基于軟件的邏輯仿真可以說在整個功能驗證中都需要用到。

　　什么是軟件仿真？

　　軟件仿真，簡單說來，就是用軟件和編程語言將所有的硬件特征虛擬出來。它先是通過計算機結(jié)合測試激勵來模擬芯片在真實環(huán)境下的運行狀況，幫助工程師通過各種調(diào)試手段來判斷運行結(jié)果是否符合預(yù)期。由于它能夠較快速地搭建一個仿真環(huán)境，十分簡便；而且軟件仿真對DUT的結(jié)果可視化較好（輸出波形可直接觀測），可以以用戶友好的GUI模式來進行debug；工程師也可以隨時暫?；蛘咧袛囹炞C工具的運行，提高了整個debug的效率。此外，回歸測試（regression test）是邏輯仿真不能忽略的一部分。對于芯片這種人類史上既宏大又細微的工程，任何一個改變就像多米諾骨牌一樣，牽一發(fā)而動全身。因此，工程師會重新進行測試以確認修改沒有引入新的錯誤或?qū)е缕渌a產(chǎn)生錯誤。這樣的動作就是回歸測試，也是軟件仿真的主要功能之一。基于以上特性，在數(shù)字芯片的前端設(shè)計中，軟件仿真是工程師們常規(guī)必備的驗證工具，其重要性不言而喻。

　　軟件仿真面臨哪些挑戰(zhàn)？

　　不過，這種通過運行軟件的方式驗證芯片的設(shè)計方案固然簡單方便，但對于SOC/ASIC規(guī)模越來越大，設(shè)計越來越復雜的今天，仿真運行需要花費的時間也越來越長。從運行效率來看，軟件仿真更適合一些小規(guī)模的設(shè)計，尤其是在一些模塊級別的功能驗證上，軟件仿真的編譯速度很快，這在一定程度上會加快整體項目的驗證速度。此外，軟件仿真會在具有不同物理抽象層次（級別）下進行，例如晶體管級、邏輯門級、RTL級和行為級。為了加速整個芯片開發(fā)周期，在外購IP越來越普遍的今天，芯片開發(fā)大多是自主設(shè)計部分和多個IP模塊集成，形成復雜芯片的設(shè)計。如果交付的IP模塊源代碼并不是RTL代碼，就沒辦法使用軟件仿真進行驗證。因此，基于以上兩點，軟件仿真在運行時，還需要支持連接第三方工具如數(shù)學建模，硬件仿真加速器，原型驗證平臺等共同完成功能仿真。雖然軟件仿真技術(shù)對工程師來說非常有必要，但就現(xiàn)有的商業(yè)模式來說，提供的商用軟件仿真服務(wù)會以軟件許可證（software license）的形式收費。但在實際使用時，工程師們難以依賴經(jīng)驗進行有效算力與工具需求計算的匹配。因為項目開發(fā)中對于算力的需求是波動的。有時候已購買的license無法滿足現(xiàn)實使用需求，有部分設(shè)計工程師獲取不到就會造成搶占或擁堵。但如果超前部署，又會帶來巨額的成本投入，有可能在閑置時造成資源的浪費。這就對芯片開發(fā)效率產(chǎn)生致命影響。對于企業(yè)來說怎么平衡生產(chǎn)和效益匹配的問題是當下急需解決的事情。

　　高性能、多語言混合的

　　商用數(shù)字軟件仿真工具

　　PegaSim 芯神馳是思爾芯傾力打造的一款高性能、多語言混合的商用數(shù)字軟件仿真工具，已得到多家海內(nèi)外廠商驗證。

　　其采用了創(chuàng)新的架構(gòu)算法，實現(xiàn)了高性能的仿真和約束求解器引擎，對System Verilog語言、Verilog 語言、VHDL語言和UVM方法學等提供了廣泛的支持，同時支持時序反標和門級后仿真，并可提供功能覆蓋率、代碼覆蓋率分析等功能。同時創(chuàng)新的軟件架構(gòu)允許仿真器支持不同的處理器架構(gòu)—— x86-64、RISC-V、ARM等。芯神馳可搭配思爾芯的芯神匠架構(gòu)設(shè)計軟件、芯神鼎硬件仿真系統(tǒng)，以及芯神瞳原型驗證平臺，可實現(xiàn)設(shè)計與驗證工程師從IP、子系統(tǒng)及全系統(tǒng)等不同場景的驗證需求，進而滿足當今復雜SoC的驗證需求。更重要的是，此款商用數(shù)字軟件仿真工具采用創(chuàng)新的商業(yè)模式，可以很好地滿足企業(yè)多樣化的需求，幫助企業(yè)解決license使用緊張、算力不足、license被設(shè)計工程師長期占用等問題。真正為企業(yè)做到降本增效，加速芯片設(shè)計，確保整個芯片設(shè)計流程對需求規(guī)格的完整實現(xiàn)，以及項目按照預(yù)期的驗證計劃高效地推進。

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