加速ASIC原型驗(yàn)證，Synopsys的HAPS-80提供高達(dá)100MHz性能

        原型驗(yàn)證的挑戰(zhàn)

　　現(xiàn)在做產(chǎn)品時(shí)，人們不僅關(guān)注ASIC本身，對軟件平臺(tái)更關(guān)注。因此設(shè)計(jì)送到Fab(芯片廠)生產(chǎn)之前，要做一些早期的原型認(rèn)證。無論是ASIC設(shè)計(jì)者還是原型認(rèn)證平臺(tái)的開發(fā)者，現(xiàn)在關(guān)注兩方面。

圖：HAPS硬件和ProtoCompiler軟件

　　首先是性能，最終產(chǎn)品可能要跑到GHz的頻率，而且很多客戶的項(xiàng)目時(shí)間越來越短，有些只有1年或6個(gè)月時(shí)間。在原型認(rèn)證平臺(tái)方面，人們期待高性能的軟件開發(fā)，而目前市場上只是幾十M、上百M(fèi)赫茲的產(chǎn)品。

　　另外，產(chǎn)品要接近最終產(chǎn)品的真實(shí)性，所以現(xiàn)在從原型驗(yàn)證的需求上看，無論是軟件工具還是硬件設(shè)備，市場上的產(chǎn)品組合很多也很復(fù)雜，所以如何選擇也很重要。

圖：市面上的物理原型產(chǎn)品組合多且復(fù)雜

　　Synopsys 資深產(chǎn)品市場經(jīng)理Neil Songcuan先生稱，Synopsys可以提供一站式的解決方案，不僅可以避免各種不確定性，而且集成化的HAPS硬件和ProtoCompiler軟件將首款原型的完成時(shí)間縮短為不到2周。

　　HAPS-80優(yōu)勢分析

　　· 基于FPGA的HAPS-80原型系統(tǒng)結(jié)合ProtoCompiler軟件，提供高達(dá)100MHz的多FPGA性能，以及全新的、自動(dòng)化的引腳高速時(shí)分復(fù)用;

　　· ProtoCompiler軟件專用于HAPS系統(tǒng)，自動(dòng)化分區(qū)使首款原型的完成時(shí)間縮短為平均不到兩周;

　　· HAPS-80企業(yè)級配置采用賽靈思(Xilinx)Virtex UltraScale FPGA芯片，可支持高達(dá)16億個(gè)專用集成電路(ASIC)邏輯門，并支持面向并行設(shè)計(jì)執(zhí)行的遠(yuǎn)程使用和多設(shè)計(jì)模式;

　　· 內(nèi)置調(diào)試功能，能夠捕獲到數(shù)千個(gè)RTL信號(hào)，由工具自動(dòng)插入，實(shí)現(xiàn)更高的調(diào)試效率和可見度;

　　· 作為Synopsys Verification Continuum平臺(tái)的一部分，VCS仿真結(jié)合Unified Compile以及Verdi調(diào)試結(jié)合Unified Debug簡化了在仿真、模擬和原型之間的移植，使設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的啟動(dòng)時(shí)間縮短了數(shù)月。

　　HAPS-70時(shí)， ProtoCompiler軟件已經(jīng)提出了，此時(shí)的作用是什么?Neil Songcuan稱承上啟下，起到前后兼容的作用：使用戶可以重用現(xiàn)存的HAPS-70子板和連接器。

　　自動(dòng)化分區(qū)很重要嗎?Neil Songcuan先生稱，過去是手工分區(qū)，效率非常低下。而Synopsys提供了自動(dòng)化分區(qū)方法，可大大提升效率。

　　為何采用Xilinx新一代芯片——Virtex UltraScale FPGA?眾所周知，Xilinx的Virtex UltraScale FPGA是20nm芯片，Synopsys廣受歡迎的上一代產(chǎn)品——HAPS-70采用的是Xilinx 28nm，并且采用了新型架構(gòu)UltraScale芯片。Synopsys為何不把更多的28nm芯片累加，來實(shí)現(xiàn)更高的頻率/速度?Neil Songcuan先生稱過去為提高速度，已經(jīng)采用了多個(gè)或十幾個(gè)28nm芯片累加，但是仍然達(dá)不到理想速度。

　　老產(chǎn)品HAPS-70和HAPS-60還會(huì)繼續(xù)銷售嗎?答案是老款產(chǎn)品仍將長期在市場上銷售，以滿足不同層次的芯片原型認(rèn)證需要。

圖：物理原型必需應(yīng)對的挑戰(zhàn)

　　HAPS-80的其他優(yōu)勢

　　“Synopsys使用了Xilinx前6代FPGA器件，是Xilinx在基于FPGA原型驗(yàn)證領(lǐng)域內(nèi)的長期商業(yè)伙伴。Synopsys緊密集成了硬件和軟件HAPS基于FPGA的原型解決方案，定位于從Virtex®UltraScale™ VU440器件提供最高性能和最大容量”Xilinx測試、測量和仿真市場業(yè)務(wù)部總監(jiān)HannekeKrekels表示。“UltraScale芯片的器件密度提升了2.2倍，I/O增加了21%，它對于使用HAPS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)多FPGA分區(qū)的復(fù)雜SoC原型是非常理想的。”、

　　與上一代產(chǎn)品相比，ProtoCompiler自動(dòng)化從RTL到FPGA鏡像的時(shí)序驅(qū)動(dòng)流程，提供最高的原型性能和最快的迭代時(shí)間。ProtoCompiler以最優(yōu)的多FPGA分區(qū)、最低的引腳時(shí)分復(fù)用比、優(yōu)化的綜合和引導(dǎo)式布局布線創(chuàng)建原型。這些特性使設(shè)計(jì)人員能夠方便地利用HAPS-80的全部容量范圍，高達(dá)16億ASIC邏輯門。ProtoCompiler從IP到SoC的層次化流程，將RTL、設(shè)計(jì)原型約束、預(yù)定義的調(diào)試可觀測點(diǎn)和邏輯綜合指示封裝在一起，以消除在SoC中重復(fù)這些任務(wù)的需求，將集成時(shí)間縮短了數(shù)周。

　　“Baikal-T1是世界上首款使用Imagination MIPS Warrior P5600 CPU實(shí)現(xiàn)的芯片，是我們致力于創(chuàng)新和高質(zhì)量的結(jié)果，這得益于我們的研發(fā)中心采用了嚴(yán)格的硬件/軟件集成和系統(tǒng)驗(yàn)證方法。我們依靠Synopsys的HAPS原型系統(tǒng)來提供高性能的ASIC原型，如為Baikal-T1提供的一個(gè)原型就在一個(gè)快速交付期限內(nèi)準(zhǔn)時(shí)完成，”貝加爾電子(Baikal Electronics)首席技術(shù)官Gregory Khrenov表示。“我們期待HAPS-80的眾(諸)多特性為我們未來的工程項(xiàng)目帶來益處。”

　　通過總是可用的第四代深度追蹤調(diào)試技術(shù)(HAPS DTD4, HAPS Deep Trace Debug Gen4)，HAPS-80系統(tǒng)提供了出色的調(diào)試可見度和自動(dòng)化技術(shù)，通過它可在運(yùn)行時(shí)從每個(gè)FPGA捕獲超過1000個(gè)調(diào)試信號(hào)位。HAPS-80系統(tǒng)內(nèi)置了調(diào)試數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)器和專用路由，且它們由ProtoCompiler自動(dòng)插入以確保最小的干預(yù)，總是對用戶可用。與Synopsys的Verdi™調(diào)試軟件結(jié)合，HAPS DTD4可幫助設(shè)計(jì)人員以仿真器般的經(jīng)驗(yàn)在原始RTL源文件的語境中，快速地辨識(shí)復(fù)雜的設(shè)計(jì)行為，使調(diào)試時(shí)間縮短多達(dá)50%。此外，HAPS和ProtoCompiler結(jié)合Verification Continuum的Unified Compile技術(shù)，使得在Synopsys VCS®仿真、ZeBu®模擬和HAPS原型之間移植更容易，從而可為設(shè)計(jì)和驗(yàn)證節(jié)省數(shù)月時(shí)間。

　　通用多源總線(UMRBus)的主機(jī)連接能力支持混合原型驗(yàn)證、全球可訪問和大型原型群等使用模式。UMRBus在HAPS-80系統(tǒng)和Synopsys基于Virtualizer的虛擬原型之間無縫連接，為早期軟件開發(fā)和硬件/軟件集成創(chuàng)造了一種集成化的混合原型驗(yàn)證環(huán)境。此外，HAPS-80可向下兼容HAPS-70，讓設(shè)計(jì)人員可復(fù)用現(xiàn)有的系統(tǒng)和硬件配件。對原生以太網(wǎng)連接的支持，使HAPS-80系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連接便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全球可訪問。HAPS-80解決方案支持多設(shè)計(jì)模式，在企業(yè)配置中，可跨HAPS系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)設(shè)計(jì)，為多項(xiàng)目用途提供最高的原型利用率及更高的投資回報(bào)率。

　　“我們優(yōu)化每一代產(chǎn)品HAPS原型系統(tǒng)，提供最高的系統(tǒng)性能和設(shè)計(jì)人員生產(chǎn)率。新一代的HAPS-80系列解決了SoC設(shè)計(jì)人員在性能、可擴(kuò)展性、首款原型完成時(shí)間和調(diào)試等方面的痛點(diǎn)，同時(shí)保持了與HAPS-70系統(tǒng)之間的互操作性，”Synopsys IP和原型營銷副總裁John Koeter表示。“HAPS硬件和ProtoCompiler軟件的獨(dú)特結(jié)合，可在最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)最高性能的首款原型，以加速大型SoC及GPU設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)、硬件/軟件集成和系統(tǒng)驗(yàn)證。”

　　供貨和資源

　　HAPS-80基于FPGA的原型系統(tǒng)和ProtoCompiler軟件現(xiàn)在已可供貨。

　　有關(guān)HAPS-80的更多信息，請?jiān)L問：

　　http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/haps-80.aspx

　　o 基于FPGA的原型技術(shù)博客：http://blogs.synopsys.com/breakingthethreelaws/

　　o ProtoCompiler: http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/protocompiler.aspx

　　o 混合原型構(gòu)建：http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/hybrid-prototyping.aspx

　　o HAPS調(diào)試：http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/troubleshoot-debug.aspx

　　o 基于FPGA的原型構(gòu)建方法學(xué)手冊：http://www.synopsys.com/FPMM