十年漫長(cháng)探索 硬件仿真技術(shù)終成主流

現在，無(wú)需再為堆積如山的驗證報告一籌莫展了，要知道，硬件仿真已成為主流，這讓我們得以告別滿(mǎn)是灰塵的車(chē)間，將工作轉移到電腦桌面上。

這一轉變并非一夜之間發(fā)生的，而更像是一段持續了十年的漫長(cháng)旅程 — 但星星之火，勢必燎原。為了宣傳硬件仿真在解決日益增加的上市時(shí)間難題方面具備的優(yōu)勢，企業(yè)所傾注的不只是一個(gè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)的精力。顯而易見(jiàn)的是：對于驗證程序、驅動(dòng)程序、操作系統、應用程序和診斷功能所面對的越來(lái)越復雜的硬件設計以及嵌入式軟件的井噴態(tài)勢，推行仿真乃是一劑靈丹妙藥。不過(guò)，這并非唯一的動(dòng)力源泉，新的使用模式也加速了推行過(guò)程。

例如，傳統的內電路仿真 (ICE) 模式不得不讓位于基于事務(wù)的仿真模式(通常稱(chēng)為加速模式)。而這種基于事務(wù)的方法為在虛擬環(huán)境中集成仿真功能打開(kāi)了方便之門(mén)。

仿真得以大行其道，幾個(gè)專(zhuān)門(mén)的工程團隊做出了不可磨滅的貢獻，正是他們的努力讓以前難以使用的硬件能夠成為物超所值、易于使用的高效驗證解決方案。

隨著(zhù)基于現場(chǎng)可編程門(mén)陣列 (FPGA) 的仿真方法的復興，一度在新千年的前十年占據統治地位的基于處理器的方法逐漸走下了神壇。特別是，被一家供應商宣傳為“片上仿真器”的自定義 FPGA 技術(shù)消除了曾經(jīng)困擾最初基于 FPGA 的商業(yè)仿真器的缺陷 — 超長(cháng)的設置時(shí)間、較長(cháng)的編譯時(shí)間以及存在諸多問(wèn)題的設計可視化。

就算不考慮硬件實(shí)現，為滿(mǎn)足日益龐雜的設計需求，芯片設計規模急劇增長(cháng)，使得曾經(jīng)備受推崇的硬件描述語(yǔ)言 (HDL) 仿真器難以跟上驗證需求。更大的設計容量，加上多用戶(hù)資源，提高了這種昂貴的驗證技術(shù)的投資回報率。此外，還增加了一些用于自動(dòng)化編譯的新功能，以及類(lèi)似于仿真器的調試功能，例如波形生成、斷言和覆蓋率檢查。其他功能還允許執行功耗分析，以及切換活動(dòng)跟蹤以支持功率估算。另外，執行速度和硬件可靠性都有所提高。

在將近二十年的時(shí)光中，硬件仿真在驗證領(lǐng)域都是被邊緣化的。硬件加速器一度被認為既昂貴又難用，只有在擁有足夠預算的半導體公司遇到最艱難的設計任務(wù)時(shí)才會(huì )使用。而如今，硬件仿真已經(jīng)成為任何驗證策略中的主角，因為它能夠在最具挑戰性的設計中找出最難發(fā)現的缺陷 — 尤其是當缺陷的影響跨越嵌入式軟件和底層硬件之間的邊界時(shí)。建立硬件仿真驗證環(huán)境的時(shí)間從未像現在這樣短 — 有時(shí)甚至能夠在一天內完成設置，而且設計迭代次數大大減少，每天都能夠進(jìn)行多次迭代。

隨著(zhù)各大公司紛紛投資于硬件仿真，其使用越來(lái)越廣泛。硬件仿真技術(shù)是在流片之前同時(shí)對設計的硬件和軟件進(jìn)行充分驗證的唯一方法。硬件加速器是由從事極端復雜設計工作的頂尖項目團隊所使用的一種工具演變而來(lái)的，現已成為一種主流、必備的工具，具備靈活、可擴展、多用途等特點(diǎn)，價(jià)值不可估量。