產(chǎn)品服務(wù)
什么是DUT？芯片驗證，尤其是數(shù)字芯片需要圍繞DUT做什么？面對復(fù)雜的設(shè)計代碼，工程師們通常使用軟件仿真、硬件仿真和原型驗證等驗證策略加速驗證收斂。上回我們解釋了軟件仿真是如何圍繞DUT進行工作的。不清楚的小伙伴可以回看上集。
上次說了軟件仿真，今天我們來說說硬件仿真。雖然軟件仿真易于使用，成本效益高，并且具有方便的調(diào)試能力，但一旦碰到大規(guī)模數(shù)字電路設(shè)計，結(jié)構(gòu)越是復(fù)雜，仿真所需要的時間就越長，軟件仿真的效益得到了限制。所以通過專門的設(shè)備在硬件上調(diào)試芯片設(shè)計，如硬件仿真和原型驗證，是其重要的解決方案。
硬件仿真的運行速度和調(diào)試效率比軟件仿真可要高很多，因為它可以對完整的芯片設(shè)計進行自動化的加速仿真并調(diào)試，同時提供信號全可視，多應(yīng)用于大規(guī)模SoC設(shè)計前期的RTL功能驗證。硬件仿真首先將硬件設(shè)計（通常以HDL，例如Verilog或VHDL編寫）編譯，然后加載編譯后的設(shè)計。在一些系統(tǒng)中，設(shè)計可能被加載到專門的硬件中（例如FPGA）。一旦設(shè)計被加載，硬件仿真就可以運行設(shè)計，并觀察其行為。硬件仿真通常會提供觀察和調(diào)試設(shè)計內(nèi)部狀態(tài)的工具。最后，工程師可以根據(jù)結(jié)果分析設(shè)計的正確性，查找并解決問題，以優(yōu)化設(shè)計。
硬件仿真可以提供比軟件仿真更快的仿真速度，同時還能模擬出硬件在實際運行中的實際行為。這使得它們在硬件設(shè)計和驗證過程中，尤其是在處理復(fù)雜和大規(guī)模硬件系統(tǒng)時，非常有用。硬件仿真系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分構(gòu)成。以思爾芯的芯神鼎硬件仿真系統(tǒng)為例，其中硬件部分是由眾多的FPGA搭成。軟件部分由編譯（Compile）、運行（Runtime）、調(diào)試（Debug）組成。
編譯：編譯階段通過完全自動化軟件將待測設(shè)計（DUT）映射到硬件仿真系統(tǒng)上，便可以進行高速仿真。
運行：運行時Runtime軟件控制整個硬件仿真的運行過程，它可以控制硬件仿真以支持不同的用戶模式，它的核心組成部分是運行數(shù)據(jù)庫、運行庫、軟硬件接口以及用戶交互接口，例如ICE（In-circuit Emulation）、TBA（Transaction-based Acceleration）以及QEMU模式等。還可支持多用戶同時進行使用設(shè)備。
調(diào)試：硬件仿真有著接近軟件仿真的調(diào)試能力。可以通過靜態(tài)探針（static probe），動態(tài)探針（dynamic probe）及內(nèi)置邏輯分析儀（ILA）可以觀測信號的數(shù)據(jù)，以及實現(xiàn)信號全可視（Full Visibility）。同時，通過ReadBack/WriteBack功能可以實現(xiàn)對信號進行賦值或恢復(fù)。
此外，硬件仿真還會配備專門的驗證核（VIP），以思爾芯的芯神鼎為例，就支持APB、AHB、AXI4、DDR、Ethernet等，基本覆蓋了常用的接口協(xié)議，可以滿足絕大部分驗證應(yīng)用需求。
總之，硬件仿真通常集成了專門的電路和邏輯，以加速仿真過程。其速度通常可以達到幾百kHz甚至MHz級別，軟件仿真中的功能仿真通常運行速度通常在幾十至幾百Hz，相比之下，硬件仿真比軟件仿真快幾千倍至幾十萬倍。因此，硬件仿真在驗證復(fù)雜設(shè)計時非常有用。它們能夠以更高的速度執(zhí)行仿真，更快地提供反饋和結(jié)果，這對于設(shè)計的驗證和調(diào)試，尤其是SoC至關(guān)重要。
-889.png)
