所以,历史会重演吗?

举起手来,有多少人读Clayton Christensen的书籍,书籍等创新者的窘境吗?他的书是没完没了地谈论在走廊的EDA公司当他们第一次出来了。他们都想确定下一个破坏和几乎所有能找到的原因新工具将是破坏性的。

对于不熟悉他的工作的人来说,他的主要前提是,每隔一段时间出现颠覆性创新对一个行业有巨大的影响。在现任公司意识到,他们不追求它,因为他们现有的商业模式将不允许它。它可能不提供足够的盈利能力,将稀缺资源从他们面临的竞争在他们的核心业务。

创业有一组不同的业务方程,可以在中断之后。虽然他们可能不是高利润的起初,企业结构自身的新市场,新供应链和新客户希望使用颠覆性技术。的颠覆性创新现有正在失去市场份额,他们太迟了回复有效。新领袖诞生了。

最后EDA中断
EDA世界看到一些破坏性创新,但没有那么戏剧性的迁移从门电路级设计到寄存器传输级(RTL)。中断,新创业公司- Synopsys对此从多最大的EDA公司的研究项目。它取代了门电路级在职者,包括黛西和有效的,而且几乎带导师图形。

从那时起,所有的EDA公司都想成为下一个Synopsys对此。他们想找到下一个颠覆性创新会使他们新1号EDA公司。在世纪之交,业界认为找到了它——高级合成(HLS)。正如RTL合成了一个完整的重组,所以也会迁移到电子系统级(ESL),谁有成功的合成工具将自己的市场,就像Synopsys对此做了二十年。插入抓挠的声音,因为我们意识到并非如此,这可能是一个“假”破坏。

定义高级合成
在我们深入争议之前,它可能是有用的定义是什么意思高级合成和回顾一些早期的发展。负责营销的副总裁Shawn McCloud Calypto设计系统,这样说:“第一个HLS工具远不同于今天的化身。记得Synopsys对此同心行为编译器,C水平,Celoxica吗?这些工具使用cycle-accurate C模型,只不过是一个光荣的RTL抽象。没有对这些工具的“高级”,并提供几乎没有利益在RTL最终死于一个缓慢的,痛苦地死去。不幸的是这些工具还玷污HLS几年。”

杰克·埃里克森,产品营销系统和验证集团主管调子,表示同意。“最初的炒作来得太早了,我们经历了一个长槽的幻灭。”Brett Cline补充道,销售和营销的副总裁福特设计系统:“各种风格的行为Verilog硬件描述语言(VHDL)甚至C和c++是尝试和最失败的。一些基于c的工具继续疲软,但主要约束设计的复杂性和一般要求私有扩展语言处理必要的硬件细节。”

HLS工具的输入是一个不计时的或部分时间的描述功能。不同层次的工具,帮助用户,将转换成一个RTL描述,对权力进行了优化,性能或区域。这通常是通过添加流水线、展开或合并的循环,定义内存体系结构和其他形式的转换。过程的最后,该工具已经决定将执行什么操作在每个时钟周期和运营商可以重用的方式。

语言的争论
今天,大多数工具使用SystemC作为输入语言。“SystemC一个c++类库,允许任何c++编译器按原样来处理它,”克莱恩说。“它将功能添加到c++所必需的详细硬件描述,如精度,时间/时钟准确性、并发性和层次结构。,在过去的十年它已经成为一个标准,ieee - 1666。”

埃里克森认为,这一点很重要。“我们现在有一个标准化的输入语言充满方法可以放在一起。”

副总裁Phil主教对节奏的系统研发与验证集团所赞同的。”一位早期的威慑HLS更多地使用和采用的技术标准的高级硬件描述语言的不可用。早期的每个工具的供应商HLS semi-custom基于c的输入格式操作。这些定制的C语言格式通常包括语法和独特的命令在源代码中,作为指导和约束的HLS过程。”

但并非所有人都同意这种选择的语言。负责营销的副总裁乔治•哈珀Bluespec说,“一些EDA厂商勉强HLS定义为从C / c++ / SystemC合成。这些语言是基于顺序冯诺依曼计算模型,因此不适合描述架构庞大,精密、异构并行和并发性。在硬件设计中,算法和体系结构是紧密交织在一起”。

Synopsys对此有一个产品,综合算法表示的仿真软件MATLAB /基于模型的设计环境。它也有一个基于C / c++的合成产品但没有选择扩展到SystemC。

采用慢
那么发生了什么?采用为何如此缓慢?首席执行官Nikolaos Kavvadias Ajax的编译器、一个新企业进入这一领域,相信”输入栏从成千上万的美元大幅降低到2 k 5 k美元,这真的帮助更广泛的采用。”

“我不相信期待HLS的流行观点是破坏性的,“Kavvadias说。“看起来我们从未真正缺乏HLS,但是没有。有很多东西失踪(接口,集成、前端、竞争过程ASIC) HLS过去是破坏性的。”

似乎没有分歧。HLS形成一个核心作用”,而在这个设计流程,它也支持虚拟样机的关键,RTL合成、物理设计,”主教补充道。虽然Cline原则上同意,他也相信HLS仍然是“颠覆性技术的行业现在才拥抱。”

这个问题已经改变了
在过去的十年里,许多方面的设计流程已经改变了。埃里克森这样描述“商业IP市场和内部重用方法已经成熟有一个较小的比例每个芯片的新功能开发。今天我们看到高级合成和验证开始变换新的SoC功能的开发效率。但作为一个整体,EDA行业正在转型相结合的系统设计、虚拟平台、集会、商业IP和HLS。”

这是完全不同于过去的破坏,当设计从盖茨迁移到被描述在RT级别。然后是整个设计的影响。整个设计在更高层次的抽象描述。这并不意味着企业迁移的整个设计同时,但好处可能最终迁移到完整的芯片。公司内提供增长和项目团队,因为科技已经被证明在一块后,它可以应用到额外的块,获得更多的利益,直到整个芯片被描述在新抽象。这也为公司提供了一个增长的道路稳步提供工具,因为用户将需要更多的许可证。

与HLS事实并非如此,但这可能不会减少它的实用性。”这种抽象差异提供了一个4到10 x效率增益在RTL,“McCloud说。

埃里克森补充道:“能够设计和验证新算法和使用HLS来实现他们在多个产物是一个非常现实的好处。“Cline表示赞同说,“能够重用功能和在需要的地方轻松地修改它与RTL他们没有的东西。多年来长期客户告诉我们,他们最初购买我们的HLS生产力工具的好处,但最终的价值是生产力的设计重用。”

克莱因与早期解决方案还指出一个问题:“我们有一个大的警钟在2001年早些时候我们的一个客户告诉我们,我们必须满足手工RTL,打败它,让它在一块芯片上。这意味着我们必须能够得到相同或更好的性能,更好的整体区域,用更少的时间!”

埃里克森补充道,“我们现在有能力从HLS和持续达到或者超过QoR流从手写的RTL设计的任何类。”

声明的任何类的设计是一个重要的改变。“约束之一是早期HLS工具只处理datapath公司设计,离开所有的控制要做在RTL,”克莱恩说。“今天,这是不对的,与大多数现代工具把近100%的RTL设计要求。”

主教扩展了这个问题。”,只能够提高生产力的datapath公司部分设计,整体生产力的提高受到Amdahl法则,”他说。

市场规模
Cline回顾这些初步估计,说“在早期,据估计,大部分的逻辑合成HLS市场将是一个可行的目标。最终,RTL逻辑合成商品化或添加到HLS过程。大约50%到60%的,业务会转换,这是每年1.5亿到2亿美元左右。”

Kavvadias看到一个不同的市场现实。“我想说,估计市场已从几百万美元到3000万至5000万美元。”

McCloud表示同意。“当加里史密斯本月晚些时候的数据出来,HLS将首次打破30美元显著同比增长。”

所以克莱因的号码能发生吗?“通过把其他功能从RTL流,我们预计这个市场每年5亿美元和10亿美元之间可以在接下来的10年,”他说。

验证的支持
这些天,许多设计正在受到与验证相关的困难在系统级功能。RTL模拟器已经精疲力竭,等待实施完成太迟了。几乎所有的供应商认识到把合成的价值和重要性的核查图片。

“HLS的关键使能技术的早期使用仿真和fpga,”哈珀说。“越来越多,这是根本解决早,高速固件开发和验证”。

埃里克森补充说,“如果一个公司实现HLS与metric-driven验证方法,允许他们做大部分的验证工作在SystemC / TLM水平,他们看到了巨大的利益。”

事实上,创建一个虚拟样机本身成为一个至关重要的元素流的软件开发和集成可以发生在硬件设计和实现。

强大的优化
另一个发生了变化,由于早期HLS工具的引入是增加力量的重要性。RTL综合只有照顾性能/面积权衡,但权力的排名已经上升成为一个主要的设计考虑。

“现代工具添加功率优化功能直接在HLS的核心工具,使它能够权衡,功率和性能在合成过程中,”克莱恩说。

这是一个领域,可能需要一定的时间才能成熟。权力仍然是成熟的很多研究,因为优化通常是依赖于输入的刺激,这意味着它需要动态分析而不仅仅是静态的评估。这将创建一个进一步的设计和验证流之间的联系,需要的定义用例场景驱动的开发周期。

未来
大多数供应商相信HLS现在准备采用的主流,但这依赖于英语流被完全定义和稳定。最新的进入这一领域还认为传统的ASIC和FPGA流以外的可能性。

“扩大派,面向软件工程师必须骑HLS的马车,“Kavvadias说。“大部分这些工程师使用MATLAB, Python(或者CUDA OpenCL),因此相应的语言前端实现。”

这需要我们摆脱传统的EDA市场和高性能计算领域。Kavvadias列表生物信息学、大数据分析、神经形态计算等领域。但ASIC世界中他说,“在10到20年后,或过去的摩尔定律,HLS将首选将所有潜在的性能挤出5 nm或8纳米硅。”

看来,高级合成技术,仍然要经历一些进化尽管许多公司已经从中获得了巨大的好处。在一天结束的时候它可能已经使中断的技术,但它可能不会RTL综合占有的主导作用。