十年漫長探索 硬件仿真技術(shù)終成主流

現(xiàn)在，無需再為堆積如山的驗證報告一籌莫展了，要知道，硬件仿真已成為主流，這讓我們得以告別滿是灰塵的車間，將工作轉(zhuǎn)移到電腦桌面上。

這一轉(zhuǎn)變并非一夜之間發(fā)生的，而更像是一段持續(xù)了十年的漫長旅程 — 但星星之火，勢必燎原。為了宣傳硬件仿真在解決日益增加的上市時間難題方面具備的優(yōu)勢，企業(yè)所傾注的不只是一個市場營銷部門的精力。顯而易見的是：對于驗證程序、驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和診斷功能所面對的越來越復(fù)雜的硬件設(shè)計以及嵌入式軟件的井噴態(tài)勢，推行仿真乃是一劑靈丹妙藥。不過，這并非唯一的動力源泉，新的使用模式也加速了推行過程。

例如，傳統(tǒng)的內(nèi)電路仿真 (ICE) 模式不得不讓位于基于事務(wù)的仿真模式(通常稱為加速模式)。而這種基于事務(wù)的方法為在虛擬環(huán)境中集成仿真功能打開了方便之門。

仿真得以大行其道，幾個專門的工程團隊做出了不可磨滅的貢獻，正是他們的努力讓以前難以使用的硬件能夠成為物超所值、易于使用的高效驗證解決方案。

隨著基于現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 的仿真方法的復(fù)興，一度在新千年的前十年占據(jù)統(tǒng)治地位的基于處理器的方法逐漸走下了神壇。特別是，被一家供應(yīng)商宣傳為“片上仿真器”的自定義 FPGA 技術(shù)消除了曾經(jīng)困擾最初基于 FPGA 的商業(yè)仿真器的缺陷 — 超長的設(shè)置時間、較長的編譯時間以及存在諸多問題的設(shè)計可視化。

就算不考慮硬件實現(xiàn)，為滿足日益龐雜的設(shè)計需求，芯片設(shè)計規(guī)模急劇增長，使得曾經(jīng)備受推崇的硬件描述語言 (HDL) 仿真器難以跟上驗證需求。更大的設(shè)計容量，加上多用戶資源，提高了這種昂貴的驗證技術(shù)的投資回報率。此外，還增加了一些用于自動化編譯的新功能，以及類似于仿真器的調(diào)試功能，例如波形生成、斷言和覆蓋率檢查。其他功能還允許執(zhí)行功耗分析，以及切換活動跟蹤以支持功率估算。另外，執(zhí)行速度和硬件可靠性都有所提高。

在將近二十年的時光中，硬件仿真在驗證領(lǐng)域都是被邊緣化的。硬件加速器一度被認為既昂貴又難用，只有在擁有足夠預(yù)算的半導(dǎo)體公司遇到最艱難的設(shè)計任務(wù)時才會使用。而如今，硬件仿真已經(jīng)成為任何驗證策略中的主角，因為它能夠在最具挑戰(zhàn)性的設(shè)計中找出最難發(fā)現(xiàn)的缺陷 — 尤其是當(dāng)缺陷的影響跨越嵌入式軟件和底層硬件之間的邊界時。建立硬件仿真驗證環(huán)境的時間從未像現(xiàn)在這樣短 — 有時甚至能夠在一天內(nèi)完成設(shè)置，而且設(shè)計迭代次數(shù)大大減少，每天都能夠進行多次迭代。

隨著各大公司紛紛投資于硬件仿真，其使用越來越廣泛。硬件仿真技術(shù)是在流片之前同時對設(shè)計的硬件和軟件進行充分驗證的唯一方法。硬件加速器是由從事極端復(fù)雜設(shè)計工作的頂尖項目團隊所使用的一種工具演變而來的，現(xiàn)已成為一種主流、必備的工具，具備靈活、可擴展、多用途等特點，價值不可估量。