國(guó)產(chǎn)EDA驗(yàn)證調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)破局，助力芯片設(shè)計(jì)效率提升
發(fā)布日期:2023-11-27
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經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，如今芯片設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)已離不開(kāi)EDA工具的參與，涉及驗(yàn)證、調(diào)試、邏輯綜合、布局布線等全流程。尤其是在關(guān)鍵的驗(yàn)證和調(diào)試環(huán)節(jié)，可謂是打通芯片流片的“任督二脈”，如果在這一環(huán)節(jié)受阻，那帶來(lái)的“次生傷害”將難以想象。
特別是在當(dāng)前國(guó)內(nèi)EDA工具市場(chǎng)份額大多被國(guó)外巨頭占有的情形下，一方面美國(guó)不斷加大制約力度，“卡脖子”強(qiáng)度愈演愈烈；另一方面國(guó)際巨頭工具大多越來(lái)越趨向于封閉流程。伴隨著國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)EDA廠商如何著力解決工具從0到1的問(wèn)題已成為時(shí)代的新使命。
看準(zhǔn)這一契機(jī)，在EDA工具領(lǐng)域多點(diǎn)布局的上海合見(jiàn)工業(yè)軟件集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“合見(jiàn)工軟”）近日推出了全新的UVD調(diào)試工具，以助力國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)廠商在驗(yàn)證和調(diào)試環(huán)節(jié)“通關(guān)”。
驗(yàn)證和調(diào)試需協(xié)同作戰(zhàn)
之所以驗(yàn)證和調(diào)試至關(guān)重要，與數(shù)字芯片的設(shè)計(jì)需求和設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)品迭代息息相關(guān)。
目前數(shù)字芯片的規(guī)模動(dòng)輒上百億門，且隨著工藝的進(jìn)階，流片成本居高不下，流片失敗的損失難以估量。更重要的是，重新設(shè)計(jì)不僅意味著巨量的研發(fā)成本投入，更會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)失產(chǎn)品上市的時(shí)間窗口，錯(cuò)過(guò)發(fā)展壯大的時(shí)機(jī)。這對(duì)任何一家設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō)，都是難以承受之重。
芯片從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)之前的流程中的諸多環(huán)節(jié)都離不開(kāi)驗(yàn)證和調(diào)試，驗(yàn)證是為了確保設(shè)計(jì)符合功能和性能的要求，調(diào)試則是針對(duì)驗(yàn)證過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的缺陷，盡早盡快地找出引起問(wèn)題的真正原因以便修復(fù)，也因而，驗(yàn)證和調(diào)試成為解鎖流片成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
“隨著SoC芯片復(fù)雜度、集成度的提升和規(guī)模的擴(kuò)大，驗(yàn)證工作的占比越來(lái)越高，可達(dá)到70%以上，一般在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中的基本配置是一個(gè)設(shè)計(jì)工程師要配備2-3個(gè)驗(yàn)證工程師。其中，調(diào)試的工作量則可占到驗(yàn)證工作的40%以上。”合見(jiàn)工軟資深研發(fā)總監(jiān)高波以數(shù)字道出了驗(yàn)證和調(diào)試的“責(zé)任”重大。
相應(yīng)地，這對(duì)驗(yàn)證和調(diào)試工具的挑戰(zhàn)也與日俱增。
高波指出，驗(yàn)證工具和調(diào)試工具相輔相成，使命是快速實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證收斂。保證覆蓋率、充分并且盡早盡快地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是對(duì)驗(yàn)證工具的挑戰(zhàn)；調(diào)試工具則需要幫助用戶更快地分析并解決功能、性能的問(wèn)題，同時(shí)針對(duì)覆蓋率相關(guān)問(wèn)題的分析和調(diào)試可以加快覆蓋率收斂。
此外，協(xié)同“作戰(zhàn)”也是必要條件。高波進(jìn)一步提到，在驗(yàn)證層面，涉及形式驗(yàn)證、FPGA原型驗(yàn)證等不同的驗(yàn)證工具，為滿足驗(yàn)證需求，不僅要求驗(yàn)證工具可協(xié)同工作，互相配合來(lái)達(dá)到充分的驗(yàn)證覆蓋率，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證收斂；同時(shí)，調(diào)試工具作為一個(gè)平臺(tái)應(yīng)可支持所有驗(yàn)證工具的調(diào)試，并能支持不同驗(yàn)證工具協(xié)同仿真情況下的調(diào)試。
實(shí)現(xiàn)從0到1突破
不得不說(shuō)，國(guó)際廠商在EDA驗(yàn)證和調(diào)試工具領(lǐng)域已然占據(jù)了先發(fā)地位，但對(duì)于國(guó)內(nèi)蔚然興起的EDA廠商來(lái)說(shuō)，仍有角力的空間和破局的機(jī)會(huì)。
“驗(yàn)證和調(diào)試工具的架構(gòu)和技術(shù)都需隨著驗(yàn)證流程和方法學(xué)的發(fā)展而不斷創(chuàng)新，國(guó)外廠商因長(zhǎng)期的積累轉(zhuǎn)身難免有包袱。在當(dāng)下的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)EDA廠商可以站在更高的起點(diǎn)，以全面的驗(yàn)證全景圖為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的架構(gòu)和功能，解決從0到1的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)新的突破。” 高波對(duì)此充滿信心。
顯然，著眼于調(diào)試工具需求深耕細(xì)作、打造穩(wěn)定高效的驗(yàn)證調(diào)試平臺(tái)成為國(guó)內(nèi)EDA廠商的重要任務(wù)。
高波提到，業(yè)界對(duì)調(diào)試工具的要求側(cè)重于：從性能來(lái)說(shuō)，要保證高性能、大容量；從易用性入手，需簡(jiǎn)潔易用、使用流暢，以全面保證調(diào)試的高效率。此外，在系統(tǒng)層面，需全面支持各種不同驗(yàn)證工具之間的協(xié)同仿真。
在這一過(guò)程中，更要注意與時(shí)俱進(jìn)。高波表示，驗(yàn)證和調(diào)試工具在迭代過(guò)程中，要不斷引入驗(yàn)證方法學(xué)和流程的創(chuàng)新，不僅支持功能的調(diào)試，還應(yīng)拓展至功耗、覆蓋率、安全等方面的調(diào)試；不僅要支持不同設(shè)計(jì)層級(jí)如RTL和Gate級(jí)的需求，還要支持事務(wù)級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證調(diào)試。
“只有不斷內(nèi)外兼修，才能不斷提高驗(yàn)證調(diào)試效率，加速驗(yàn)證收斂。”高波明確說(shuō)。
對(duì)于國(guó)內(nèi)驗(yàn)證和調(diào)試EDA廠商的發(fā)展路徑，高波認(rèn)為，既要穩(wěn)扎穩(wěn)打，也要布局長(zhǎng)遠(yuǎn)。
“在打造出滿足上述需求的調(diào)試平臺(tái)之后，要扎實(shí)落地于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體客戶實(shí)際項(xiàng)目的應(yīng)用，解決項(xiàng)目中調(diào)試的問(wèn)題。并且，要以開(kāi)放的心態(tài)擁抱本土客戶的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)差異化優(yōu)勢(shì)。在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)可用之后，可進(jìn)一步加強(qiáng)通力合作，持續(xù)打磨產(chǎn)品，不斷突破現(xiàn)有工具的技術(shù)包袱和技術(shù)壁壘，進(jìn)一步提升驗(yàn)證和調(diào)試效率，實(shí)現(xiàn)好用耐用，走向雙贏。”高波提出了中肯的建議。
UVD的新進(jìn)階
基于在驗(yàn)證和調(diào)試工具的深刻洞察，加之合見(jiàn)工軟團(tuán)隊(duì)在數(shù)字芯片驗(yàn)證領(lǐng)域累積的技術(shù)資源，以及不破不立的架構(gòu)創(chuàng)新，合見(jiàn)工軟先聲奪人，在著力研發(fā)多種核心的驗(yàn)證工具時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始在調(diào)試工具方面持續(xù)投入，而今迎來(lái)了UVD的上市。
（圖：UVD主界面）
高波詳細(xì)介紹道，合見(jiàn)工軟UVD的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在一是簡(jiǎn)潔易用，采用了先進(jìn)的UI 技術(shù)，界面簡(jiǎn)潔，根據(jù)所用的功能自適應(yīng)，大幅提升用戶體驗(yàn)。二是高效率、高性能，體現(xiàn)在大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理效率和交互式性能上，如高性能的波形可與當(dāng)前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，跟VCD（Value Change Dump）的壓縮比可達(dá)幾十到上千倍。
更值得一提的是，合見(jiàn)工軟UVD在架構(gòu)和數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)上“為長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)”：支持不同驗(yàn)證工具的調(diào)試和不同工具間的數(shù)據(jù)統(tǒng)一共通、協(xié)同調(diào)試。
而這與合見(jiàn)工軟蓄勢(shì)發(fā)布的多款EDA產(chǎn)品和解決方案，包括數(shù)字仿真器、FPGA原型驗(yàn)證系統(tǒng)、先進(jìn)封裝協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境等，在高難度的數(shù)字驗(yàn)證、協(xié)同設(shè)計(jì)等領(lǐng)域率先突圍奠定的基石可謂是相輔相成、交相輝映。
具體來(lái)看，合見(jiàn)工軟UVD提供統(tǒng)一的波形和覆蓋率數(shù)據(jù)接口，可與其他驗(yàn)證工具集成，促進(jìn)不同驗(yàn)證工具間的數(shù)據(jù)整合和協(xié)同。這是目前很多主流工具還不支持的。另外，UVD基于原生架構(gòu)可以支持測(cè)試環(huán)境、設(shè)計(jì)以及覆蓋率等的集成調(diào)試，例如UVD的源代碼窗口已經(jīng)預(yù)留了IDE的支持，將來(lái)很容易擴(kuò)展支持IDE，幫助設(shè)計(jì)工程師提高效率。
除此以外，合見(jiàn)工軟所有產(chǎn)品都基于創(chuàng)新設(shè)計(jì)，充分考慮了不同產(chǎn)品之間的協(xié)同。比如：UVD可以與合見(jiàn)工軟的驗(yàn)證測(cè)試管理平臺(tái)VPS互相配合，加速回歸測(cè)試中缺陷和覆蓋率的調(diào)試。
“合見(jiàn)工軟已然構(gòu)建了相對(duì)完整的EDA數(shù)字驗(yàn)證解決方案，作為調(diào)試工具，UVD在客戶的試用中已得到了積極的反饋。”或許客戶的認(rèn)同是證明UVD實(shí)力的最佳佐證。
如今國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)廠商技術(shù)飛速發(fā)展，也誕生了越來(lái)越多世界級(jí)的IC設(shè)計(jì)公司，在這一樂(lè)觀態(tài)勢(shì)下，合見(jiàn)工軟深刻意識(shí)到，國(guó)內(nèi)EDA廠商通過(guò)與IC廠商互促互進(jìn)，將進(jìn)一步夯實(shí)本土廠商放眼全球的基礎(chǔ)。
在持續(xù)取得“開(kāi)門紅”之后，順勢(shì)而為的合見(jiàn)工軟也有了更高遠(yuǎn)的目標(biāo)。
高波最后表示，合見(jiàn)工軟在驗(yàn)證領(lǐng)域擁有眾多資深專家，技術(shù)團(tuán)隊(duì)非常有經(jīng)驗(yàn)。合見(jiàn)工軟將持續(xù)結(jié)合本土特有的優(yōu)勢(shì)，保持開(kāi)放的心態(tài)，擁抱開(kāi)放的架構(gòu)，推動(dòng)建立良好的EDA生態(tài)圈，同時(shí)在國(guó)內(nèi)驗(yàn)證和調(diào)試EDA工具領(lǐng)域創(chuàng)新架構(gòu)、持續(xù)打磨，助力國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司全流程服務(wù)。
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