仿真的足迹越来越大

就在几年前模拟曾经是只有少数人能使用的昂贵工具，但现在它已成为越来越多公司不可或缺的工具。一个明显的原因是设计的规模越来越大，而设计的能力却越来越弱模拟为了跟上。但是仿真也经历了许多转变，使它更便宜、更可用、更完整验证工具。

这些变化沿着两条不同的轴线发展。一个是拥有成本，这包括最大限度地利用设备，同时最大限度地减少维护成本和有效使用设备所需的时间。另一个轴涉及将仿真功能扩展到仿真之外的领域。这些包括硬件/软件协同验证和动力分析．

但是仿真仍在试图找到它在流程中的确切位置以及它如何与其他工具一起工作。还有很大的改进空间。

拥有成本
在仿真的早期，盒子将由特定的设计团队购买，并且最有可能用于在线仿真(ICE)模式。在这里，模拟器连接到现实世界，并通过速率适配器受到刺激，可以将现实世界的速度降低到模拟器的速度。“当你在实验室里有一个盒子时，它有一个成本和一个特定的使用模型，”Jean-Marie Brunet说，他是仿真部门的市场总监导师图形．“你需要有一个物理目标连接到它。你需要一个人来管理实验室。你需要一个技术员来维护实验室。通过网络的访问由技术人员维护。没有规模经济。”

从那时起，仿真器已经进入数据中心。许多公司一直在将数据中心整合到电力便宜的地方，并且与维护相关的成本是IT预算的一部分，并分布在多个项目团队中。然后，这些机器可以从世界上任何地方访问。

为了实现这一转变，还需要一些其他技术。验证顾问Lauro Rizzatti解释说:“仿真从电路仿真(ICE)模式，即测试设计(DUT)通过实际交通数据进行验证，转变为加速模式，然后是虚拟化模式。”这可以通过模拟器和虚拟机之间基于事务的通信实现testbench在工作站上运行。”

同样的技术也可以用于将仿真器连接到设计的其他方面。“混合仿真是将事务级处理器模型与更精确的硬件部件结合在一起的地方，”微软系统开发套件产品营销集团主管Frank Schirrmeister说节奏．“这些都有助于让人们更负担得起。”

另一个方面是事务处理程序接口的标准化。“AccelleraSCE-MI标准有助于为第三方连接建立接口，”华为硬件总经理Zibi Zalewski说Aldec．“这个标准使虚拟的平台、事务级模型(TLM)或简单的c++测试平台连接到仿真器。反过来，这意味着可以在设计流程中更早地使用仿真。随着……的日益普及UVM，这大大增加了测试台架的复杂性，对模拟的性能产生了影响，这限制了测试的范围。仿真和SCE-MI再次使仿真器能够与UVM测试台集成，以加速仿真并扩展测试场景。”

但这项技术也有局限性。“ICE仍然是一个重要的使用模型，并且仍然可以在数据中心中使用，并且在实验室中仍然有一些专门用于ICE的模拟器，”Brunet说。“如果一个芯片有一个非标准接口，那么你如何在虚拟环境中验证它?你需要有一个模型，然后有人去创造它。大多数情况下，客户不希望EDA公司创建该模型，因为他们不想共享信息。因此，他们要么自己编写模型，要么继续使用ICE和物理目标。大多数人选择的是后者。”

使用模型
虽然拥有成本仍然很重要，但最大的进步是因为模拟解决了一些新的任务，其中一些是模拟永远不可能完成的。“洲际交易所曾经是占主导地位的使用模式，”Schirrmeister说。“从那时起，我们增加了更多的使用模型，从低功耗到架构分析，再到无法以仿真所需的速度完成的软件。仿真使人们能够覆盖必要的用例。”

Mentor的布鲁内也指出了类似的变化。他表示:“过去两年，这一趋势有所加速。”“在过去，仿真器只是用于功能验证，而验证的概念正在扩展。使用模型的虚拟化扩展了可以使用机器的用户类型。权力是其一。测试设计(DFT)是另一回事。这扩大了模拟器的应用范围。”

这个行业充斥着有权力相关问题的公司。“有一家公司的IP在接入系统时出现了问题，无法满足电力预算，”RTL产品管理总监Preeti Gupta表示有限元分析软件．“他们改变了流程，以防止问题再次发生。目前的方法侧重于仿真，通常使用为功能验证而编写的向量。它们被重新用于电源，而且通常是在栅极级，所以现在减少这种消耗已经太晚了。什么是必要的是利用仿真活动来测量功率在流量的早期RTL．”

事实上，功率已经成为仿真采用的重要驱动因素。Schirrmeister解释说:“功率仿真可以生成RTL活动数据，切换数据包括简单的加权切换，权衡时间和准确性。”“这种动态功率分析可以链接到能力评估，我们可以从RTL到栅极得到很好的相关性，并提供一个很好的功率图，这不仅仅是一个相对的消耗数字，而且可以提供一个非常准确的数字。在德州仪器，他们谈论的准确度水平约为实际硅的95%。”

另一个取得重大进展的领域是软件验证。“他们有一些方案，其中处理器工作负载可能实际上在工作站上运行，并与模拟器耦合，因此现在软件团队有一个熟悉的调试环境，”微软首席技术官说超音速．“他们可以一步通过一段代码。你需要那种详细的分析。模拟器比仿真做得更好，因为它可以更快地深入到状态空间。然后，他们可以提出问题，以了解其应用程序的功率特性。”

仿真器还影响工程团队如何协同工作。“硬件人员不与软件人员交流的情况仍然存在，”布鲁内说。“我们也有电力问题。有权力的人不会和做功能验证的人交谈。我们必须让他们团结起来。为了运行电源，不要使用为功能验证而设计的测试台。在模拟器上运行适当的基准测试并跟踪切换活动。这是真实的用法。对于硬件和软件来说都是一样的。他们不能在内部为彼此提供足够的信息，这就造成了需要填补的空白。 There are opportunities in that.”

模拟器公司一直在为模拟器创建新的使用模型，最近的使用模型涉及安全性、功能安全和DFT。

流的融合
但是还有一些领域需要做更多的工作，以确保仿真在验证流中扮演统一的角色。“抚养孩子更容易，更容易预测，也更直接，”Schirrmeister说。“通常可以在一周或更短的时间内完成。但模拟游戏并没有消失，它仍有很大的发展空间。例如，仿真仅基于两个状态和周期。没有an的概念X．”

今天，验证使用三个主要的引擎类。“通过有效地验证大型系统的带宽、性能和系统级需求，仿真是仿真和正式的补充，”公司总裁兼首席执行官指出Oski技术．“然而，太多的团队使用仿真来查找块级的角落案例错误，使用仿真可以更有效地发现和调试这些错误形式验证．我们有一个强大的链锯(模拟)和一个精确的手术刀(正式)，每一个都应该正确使用，而不是滥用于错误的问题。”

随着形式化和仿真对仿真的蚕食，它将需要改进其在现代验证流程中的作用。“虽然仿真和正式验证通常用于验证的不同阶段，但很明显，两者都在蚕食传统的仿真领域，”David Kelf说OneSpin解决方案．“由于正式捕获了更多的主流验证任务，并且仿真越来越多地用于仿真加速，因此可以看到时间知识产权块被正式验证并直接传递给仿真器。模拟将被降级为一个更次要的功能。要做到这一点，更好的支持断言在模拟中是必需的，或者，通过诸如便携刺激措施工作小组也许有必要。”

Accellera正在开发一种新的验证标准，它将有助于流程集成。“便携式刺激将有助于将仿真与验证连续体结合起来，它提供了一个单一的验证意图模型，可以驱动虚拟原型、模拟器和模拟器。Breker．“这将进一步降低模型开发的成本，并确保在模拟器上执行最合适的用例。”

市场渗透
看到仿真已经发展得如此之远和如此之快，我们有理由问一下，它还需要发展到什么程度。“网络和处理器类型的设备，如移动和多媒体，已经达到90%的渗透率，”布鲁内特说。“它们有很大的芯片，有很多计算能力，多处理器，所以硬件和软件都必须经过验证。从需求的角度来看，他们所有的需求都得到了满足。其他市场增长非常迅速，尽管有些市场仍然分散。”

Schirrmeister完全同意。“还有很多增长潜力。”

两家供应商都看到了许多新的市场在等着他们，并正在尽可能快地增加必要的部分。汽车、医疗、安全、存储、航空航天——他们看到的每一个地方都有新的潜力。显然，这是一个成为模拟器提供商的好时机。

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