BYO（Build Your Own，自研）、FPGA開發板與商用原型驗證，上期我們通過容量、適用范圍、穩定性和性能等方面初步認識了這三類原型驗證渠道，今天我們將從核心技術與細節進一步探索。
隨著芯片設計越來越大，復雜度越來越高，原型驗證的設計目標已轉向使用多顆FPGA芯片，快速實現芯片設計與高性能驗證。
對于硬件驗證團隊，重要的需求包括足夠的容量和級聯功能來支持大型設計，自動分割功能以減輕工作量，以及完善的工具鏈以縮短實現周期。同時，軟件開發團隊需要能早期開始軟件開發，希望平臺驗證的軟件能快速移植至實際芯片，并要求多樣化的接口方案及高效的調試和觀測工具。
考慮到這些需求，BYO、FPGA開發板與商用原型驗證系統三者之間又有何差異呢？
首先，硬件驗證團隊所需要的級聯功能，是為了在單個FPGA板無法提供足夠邏輯時，通過多個FPGA板互聯支持更大的設計，以驗證更復雜的系統。一個完整的多顆級聯方案高度依賴于自動化軟件和完善的工具鏈支持，例如：自動分割功能、時分復用（TDM）、并行編譯、全自動編譯和增量編譯等。這些功能使得原型驗證的易用性大大提升，但是不同的原型驗證方案在這些特色方面，有著明顯的差異。
對于BYO的多板級聯系統而言，其構建難度顯著，這主要是因為BYO往往缺乏自動分割等關鍵自動化功能，導致工程師需要投入大量時間進行手動操作，從而降低了整體工作效率和系統的易用性。
對于使用標準FPGA開發板的情況，自動分割功能也通常不受支持，編譯過程依賴于FPGA原廠提供的功能有限的工具，可能導致效率和靈活性的降低，使得其在多板互聯方案上的支持也往往不足，進一步增加了實施難度。
相比之下，盡管市場上存在眾多單顆FPGA的商用原型驗證方案，但它們在處理復雜多顆級聯需求時顯得力不從心，支持的最大規模有限。國內的思爾芯是為數不多可以提供成熟的多板級聯方案的廠商，客戶端已成功部署百億門級系統。其通過集成高級自動化功能顯著簡化了多板級聯的實現過程。例如，時序驅動的RTL分割、高速穩定的通用Serdes TDM IP、高達25Gbps的FPGA級聯速率以及高達8K:1的時分復用比，都是提高設計效率和減輕團隊負擔的重要特性。同時，其支持的多FPGA并行編譯、分布式編譯、全自動編譯和增量編譯等特性，更是大大提高了設計驗證的效率。
其次，在原型驗證過程中，快速環境部署與設計移植的效率是至關重要的，尤其是為了讓軟件開發團隊能夠盡早開始工作，并確保平臺驗證的軟件能快速移植到最終的芯片上。這個過程主要依賴于靈活接口方案的選擇和有效的軟件調試及觀測工具。
對比靈活接口方案，BYO的需自主開發子卡接口和降速橋方案，這不僅難以驗證接口的正確性，而且在沒有現成子卡或設計的情況下，快速部署可能十分困難。FPGA開發板的接口通常直接集成在主板上，但擴展接口較為有限。但商用原型驗證系統會提供即插即用的商用接口，增強了可靠性、可擴展性和復用性，不過只有少數平臺提供子卡資源。但思爾芯的Prodigy芯神瞳提供超過90種不同的子卡和配件，多樣化的模塊類別，包括Arm處理器接口模塊、嵌入式和多媒體模塊等，覆蓋了主流應用領域，并已在市場上得到驗證，可供直接使用。其多種子卡和參考設計，使用戶能夠迅速搭建所需的I/O接口和外圍設備，實現快速部署原型環境。
在調試和觀測方面，BYO系統、FPGA開發板和商用原型驗證系統通常都依賴于FPGA芯片供應商提供的調試工具，而這些工具往往限于單個FPGA的調試。在這方面思爾芯的調試手段更靈活且高效。它不僅支持多配置方式、實時硬件監控、遠程系統控制及硬件自檢測等功能，包括基于網絡的AXI Transactor，允許用戶遠程通過網絡訪問和控制連接到AXI接口的設備，極大地簡化了遠程調試和測試過程。還具有基于PCIe 的AXI Transactor來提供更大帶寬的數據交互，進一步滿足了復雜系統設計中的高級調試需求。不過，商用的原型驗證方案會提供更強大的方案來做FPGA調試，通常需要使用額外的專用調試設備。在這方面，思爾芯還提供MDM Pro調試解決方案，支持多FPGA協同調試，并提供高達125MHz的采樣頻率和最大64GB的額外DDR內存來存儲波形，有效應對多FPGA協同調試的挑戰。這些功能的增加主要是由于思爾芯面向廣泛的客戶需求，而這是其他廠商可能未能提供的。
值得一提的是，原型驗證平臺與最終的芯片設計之間的兼容性和接口標準化程度也非常重要。這決定了軟件從原型驗證平臺到最終硬件的移植難易程度。但BYO的兼容性取決于更多的前期規劃和設計。而FPGA開發板雖然提供標準化接口和支持廣泛的開發環境，但可重用性相對有限。相比之下，商用原型驗證系統如Prodigy芯神瞳，由于其標準化接口和高度模塊化的設計，可以提供較高的可重用性和易遷移性，適應不同的設計需求和目標市場。
了解了以上方面的比較后，我們在下一次將探討這三類原型驗證渠道在產品交付、技術支持和維修維護方面的不同。這將幫助我們全面評估每種方案的優勢和局限，為選擇最合適的原型驗證平臺提供更多的依據。
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