由于IC设计的复杂度不断提高,这使得IC验证已经成为设计流程中的重要一环。这样的趋势,不仅在传统EDA软件仿真工具上渐趋明显,连硬件模拟设备也走向这样的方向,市场也不断快速成长。
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Mentor Graphics执行长Walden Rhines(右)认为,验证3.0世代将是Mentor的新时代。左为Mentor副总裁John Lenyo。 |
在IC验证的历史演进中,早期必须依赖设计师手工设计和布局,透过不断地架构、测试、重复设计,直至项目完成,以此来进行IC的设计与验证。到了1973年,美国加州柏克莱分校电工实验室开发了电路仿真软件SPICE,让工程师可快速可靠地验证电路设计,并预测电路性能。然而这些都难以满足工程界的应用需求。
直到1982年,明导(Mentor Graphics)开发出了可针对超过10万逻辑闸进行验证的QiuickSim数字电路仿真工具,让验证走入全新的里程碑,而Mentor Graphics执行长Walden Rhines也将这个开创性的新时代,称为『验证0.0』。
验证0.0是个以晶体管为主体的世代,市场主要驱动力来自于逻辑组件(从LSI至VLSI)的验证需求,特色则是以电路图来作为验证蓝图。SPICE于1973年推出,Mentor则在1982年推出QuickSim工具。
到了验证1.0世代,则是进入了RTL时代,主要发展重心在于程序语言和改进效能。重要的语言架构包括VHDL与Verilog。这个时期半导体产业的重头戏,在短短十年内,IC的指令周期由原本MHz级,升级为GHz等级,换句话说,运算效能提升超过10倍。
验证2.0世代,则是测试平台的全面自动化,验证也开始导入了方法学。在此阶段,2002年起System Verilog语言正式出现,而Mentor Graphics也于2004年力挺System Verilog,并建议业界创建SystemVerilog设计环境。由于Mentor的力挺,同年SystemVerilog被批准成为IEEE1800标准语言。到了2012年,SystemVerilog在10亿美元规模的验证市场上,已经成为测试平台的主流验证语言,接受程度远高于VHDL、System和C/C++。
验证3.0则是全新的系统世代,系统层级的硬件与软件协同验证是发展重心。事实上,SoC系统级芯片的复杂度与日俱增,多核心与互联架构已是常态,且芯片中也时常嵌入许多重要软件,加上运算频率均已达到GHz等级,这些趋势驱使着硬件仿真器将成为系统级芯片验证的重要手段。Rhines认为,在未来,硬件与软件协同验证将是不可逆的重要趋势。
Rhines说,面对验证3.0世代的全新验证需求,Mentor Graphics也推出企业级验证平台。这是一个完整的企业级验证解决方案,支持硬件与软件协同验证,包括共同的使用接口、IP验证与调试等。在这个平台上,Mentor将验证过程所需要的所有步骤和分散工具,包括Visualizer调试环境、Veloce OS3全球仿真资源技术,与Questa先进验证方案等进行整合,只要透过单一平台,所有验证工作都可以协同进行。
这是个系统层级的新世代,验证3.0就是要让所有验证工作更能快速完成。而放眼未来,Rhines也直指硬件仿真器的市场需求,将持续维持着高成长率。验证3.0世代,将是Mentor Graphics的时代,Rhines说。