2017年6月，憶芯公司參加在美國Austin舉辦的2017年設計自動化大會(DAC 2017)。以演講嘉賓身份為Synopsys做“PCIe-based Enterprise SSD using AR uPs”報告。以嘉賓專家身份參加Mentor公司硬件加速仿真器“Hardware Emulation's versatility”的圓桌研討會。
到周三下午，第54屆設計自動化大會(Design Automation Conference)的項目已經(jīng)開始進入尾聲，參會者紛紛離開會場，尋找未知的零部件。在展覽層的Mentor展位上，出現(xiàn)了不同的場景，當時正在進行一個名為“行業(yè)不同領域使用的模型的仿真爆炸式增長”的討論小組。
我主持了一場關于硬件模擬的討論，這是DAC程序中基本沒有的主題。我的客人包括三星性能-動力架構高級總監(jiān)納斯爾?烏拉(Nasr Ullah)、固態(tài)硬盤(ssd)領域的領軍企業(yè)Starblaze的高級員工工程師布魯斯?程(Bruce Cheng)，以及ARM的高級技術專家羅伯特?凱(Robert Kaye)。我們討論了數(shù)據(jù)存儲芯片、系統(tǒng)IP和嵌入式軟件的仿真。
Rizzatti:我參與仿真的時間比我記憶中要長，今天我們邀請了三位來自不同行業(yè)的專家來討論仿真。Nasr, Bruce和Rob，請描述一下你們公司的設計環(huán)境，設計的類型，設計的復雜性，以及一些關于設計驗證和你每天遇到的挑戰(zhàn)。
Ullah:在三星奧斯汀研發(fā)中心(SARC)，我們?yōu)橄乱淮鶪alaxy系列手機生產(chǎn)微處理器和關鍵的系統(tǒng)IP。我們設計微處理器，內存控制器和互連網(wǎng)絡。
我們的整體設計分為三個階段。首先，我們從建筑的發(fā)展入手，從微觀建筑的概念階段入手。然后是RTL設計和通過合成的設計實現(xiàn)，以及所有后臺的東西。最后，當硅從鑄造廠返回時，我們檢查硅是否符合我們的規(guī)格。
這三個階段要求我們能夠設計一些東西，確保它被正確實現(xiàn)，并驗證硅滿足我們的需求。能夠將所有這些聯(lián)系在一起是一個重大的驗證和仿真挑戰(zhàn)，這也是我們在每個階段都必須處理的問題。
程:在Starblaze，我們設計SSD控制器芯片。在SSD控制器設計中，固件定義了SSD控制器的大部分功能。整個SSD控制器的性能取決于固件與硬件的正確交互。設計SSD控制器的關鍵問題是在最好的硬件上優(yōu)化最好的固件。這就產(chǎn)生了一個基本問題，即我們必須在退出之前一起開發(fā)固件和硬件。在固件開發(fā)團隊和硬件開發(fā)團隊之間建立強大而深入的協(xié)作是非常必要的。
我們的驗證環(huán)境包括用于塊級驗證和一些基本系統(tǒng)級驗證的通用驗證方法(UVM)和硬件描述語言(HDL)仿真。但是為了確保在退出之前固件能在系統(tǒng)硬件上正常工作，我們使用了仿真。
凱:我是ARM開發(fā)解決方案團隊的一員，負責設計我們在開發(fā)過程中使用的軟件工具。正如你可能知道的,手臂發(fā)展廣泛的IP,中央處理單元(CPU),圖形處理單元(GPU),視頻中,互連,內存控制器等。我們也開發(fā)參考平臺和系統(tǒng)指導平臺,我們提供給我們的合作伙伴作為參考,當他們設計他們的系統(tǒng)芯片(soc)。
我參與仿真主要是從軟件開發(fā)的角度，而不是從驗證環(huán)境的角度。我們使用仿真作為一個獨立的解決方案來加速軟件驗證。我們還在混合環(huán)境中使用仿真，在這種環(huán)境中，我們將抽象模型鏈接到仿真器，并對設計進行劃分，以便將仿真能力集中到特定類型的測試上。
里扎蒂:模仿已經(jīng)有30多年的歷史了。最初，它被用于被稱為ICE的在線仿真模式。在過去的10年里，虛擬部署模式(測試環(huán)境由驅動仿真器內部芯片的軟件模型組成)變得流行起來。虛擬模式為幾種使用模式打開了大門。在你的工作領域，你使用哪種模式，有什么好處?
烏拉:在三星的微處理器開發(fā)中，我們在三個主要領域使用了仿真技術。第一個領域是性能，它包括5個子領域，我稍后將對此進行描述。第二個領域是電源，第三個領域是工作負載特性。
關于性能，我的團隊做所有的性能預測。在我們設計芯片之前，我們預測它應該做什么。我們在混合模式下使用仿真或仿真與仿真的結合來驗證我們的投影并確保它們是正確的。
其次，在任何設計中，最大的挑戰(zhàn)之一是確保我們能夠正確地構建事物，并且能夠找出所有必須發(fā)生的事情。當事情得到實現(xiàn)時，它們會發(fā)生變化。我們廣泛地使用仿真來確認我們的實現(xiàn)是否滿足我們在定義體系結構時建立的需求。
第三個方面與緊湊的設計周期有關，這是典型的智能手機設計，因為每年都會有一款新手機問世。問題是，當我們有不能通過整個過程實現(xiàn)的延遲特性時，我們必須找出可以實現(xiàn)哪些延遲特性。仿真幫助我們快速驗證一些晚期特性，并決定是否可以繼續(xù)使用它們。
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