加速ASIC原型驗證，Synopsys的HAPS-80提供高達100MHz性能

        原型驗證的挑戰

　　現在做產(chǎn)品時(shí)，人們不僅關(guān)注ASIC本身，對軟件平臺更關(guān)注。因此設計送到Fab(芯片廠(chǎng))生產(chǎn)之前，要做一些早期的原型認證。無(wú)論是ASIC設計者還是原型認證平臺的開(kāi)發(fā)者，現在關(guān)注兩方面。

圖：HAPS硬件和ProtoCompiler軟件

　　首先是性能，最終產(chǎn)品可能要跑到GHz的頻率，而且很多客戶(hù)的項目時(shí)間越來(lái)越短，有些只有1年或6個(gè)月時(shí)間。在原型認證平臺方面，人們期待高性能的軟件開(kāi)發(fā)，而目前市場(chǎng)上只是幾十M、上百M赫茲的產(chǎn)品。

　　另外，產(chǎn)品要接近最終產(chǎn)品的真實(shí)性，所以現在從原型驗證的需求上看，無(wú)論是軟件工具還是硬件設備，市場(chǎng)上的產(chǎn)品組合很多也很復雜，所以如何選擇也很重要。

圖：市面上的物理原型產(chǎn)品組合多且復雜

　　Synopsys 資深產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Neil Songcuan先生稱(chēng)，Synopsys可以提供一站式的解決方案，不僅可以避免各種不確定性，而且集成化的HAPS硬件和ProtoCompiler軟件將首款原型的完成時(shí)間縮短為不到2周。

　　HAPS-80優(yōu)勢分析

　　· 基于FPGA的HAPS-80原型系統結合ProtoCompiler軟件，提供高達100MHz的多FPGA性能，以及全新的、自動(dòng)化的引腳高速時(shí)分復用;

　　· ProtoCompiler軟件專(zhuān)用于HAPS系統，自動(dòng)化分區使首款原型的完成時(shí)間縮短為平均不到兩周;

　　· HAPS-80企業(yè)級配置采用賽靈思(Xilinx)Virtex UltraScale FPGA芯片，可支持高達16億個(gè)專(zhuān)用集成電路(ASIC)邏輯門(mén)，并支持面向并行設計執行的遠程使用和多設計模式;

　　· 內置調試功能，能夠捕獲到數千個(gè)RTL信號，由工具自動(dòng)插入，實(shí)現更高的調試效率和可見(jiàn)度;

　　· 作為Synopsys Verification Continuum平臺的一部分，VCS仿真結合Unified Compile以及Verdi調試結合Unified Debug簡(jiǎn)化了在仿真、模擬和原型之間的移植，使設計和驗證的啟動(dòng)時(shí)間縮短了數月。

　　HAPS-70時(shí)， ProtoCompiler軟件已經(jīng)提出了，此時(shí)的作用是什么?Neil Songcuan稱(chēng)承上啟下，起到前后兼容的作用：使用戶(hù)可以重用現存的HAPS-70子板和連接器。

　　自動(dòng)化分區很重要嗎?Neil Songcuan先生稱(chēng)，過(guò)去是手工分區，效率非常低下。而Synopsys提供了自動(dòng)化分區方法，可大大提升效率。

　　為何采用Xilinx新一代芯片——Virtex UltraScale FPGA?眾所周知，Xilinx的Virtex UltraScale FPGA是20nm芯片，Synopsys廣受歡迎的上一代產(chǎn)品——HAPS-70采用的是Xilinx 28nm，并且采用了新型架構UltraScale芯片。Synopsys為何不把更多的28nm芯片累加，來(lái)實(shí)現更高的頻率/速度?Neil Songcuan先生稱(chēng)過(guò)去為提高速度，已經(jīng)采用了多個(gè)或十幾個(gè)28nm芯片累加，但是仍然達不到理想速度。

　　老產(chǎn)品HAPS-70和HAPS-60還會(huì )繼續銷(xiāo)售嗎?答案是老款產(chǎn)品仍將長(cháng)期在市場(chǎng)上銷(xiāo)售，以滿(mǎn)足不同層次的芯片原型認證需要。

圖：物理原型必需應對的挑戰

　　HAPS-80的其他優(yōu)勢

　　“Synopsys使用了Xilinx前6代FPGA器件，是Xilinx在基于FPGA原型驗證領(lǐng)域內的長(cháng)期商業(yè)伙伴。Synopsys緊密集成了硬件和軟件HAPS基于FPGA的原型解決方案，定位于從Virtex®UltraScale™ VU440器件提供最高性能和最大容量”Xilinx測試、測量和仿真市場(chǎng)業(yè)務(wù)部總監HannekeKrekels表示。“UltraScale芯片的器件密度提升了2.2倍，I/O增加了21%，它對于使用HAPS系統來(lái)實(shí)現多FPGA分區的復雜SoC原型是非常理想的。”、

　　與上一代產(chǎn)品相比，ProtoCompiler自動(dòng)化從RTL到FPGA鏡像的時(shí)序驅動(dòng)流程，提供最高的原型性能和最快的迭代時(shí)間。ProtoCompiler以最優(yōu)的多FPGA分區、最低的引腳時(shí)分復用比、優(yōu)化的綜合和引導式布局布線(xiàn)創(chuàng )建原型。這些特性使設計人員能夠方便地利用HAPS-80的全部容量范圍，高達16億ASIC邏輯門(mén)。ProtoCompiler從IP到SoC的層次化流程，將RTL、設計原型約束、預定義的調試可觀(guān)測點(diǎn)和邏輯綜合指示封裝在一起，以消除在SoC中重復這些任務(wù)的需求，將集成時(shí)間縮短了數周。

　　“Baikal-T1是世界上首款使用Imagination MIPS Warrior P5600 CPU實(shí)現的芯片，是我們致力于創(chuàng )新和高質(zhì)量的結果，這得益于我們的研發(fā)中心采用了嚴格的硬件/軟件集成和系統驗證方法。我們依靠Synopsys的HAPS原型系統來(lái)提供高性能的ASIC原型，如為Baikal-T1提供的一個(gè)原型就在一個(gè)快速交付期限內準時(shí)完成，”貝加爾電子(Baikal Electronics)首席技術(shù)官Gregory Khrenov表示。“我們期待HAPS-80的眾(諸)多特性為我們未來(lái)的工程項目帶來(lái)益處。”

　　通過(guò)總是可用的第四代深度追蹤調試技術(shù)(HAPS DTD4, HAPS Deep Trace Debug Gen4)，HAPS-80系統提供了出色的調試可見(jiàn)度和自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)它可在運行時(shí)從每個(gè)FPGA捕獲超過(guò)1000個(gè)調試信號位。HAPS-80系統內置了調試數據采集、存儲器和專(zhuān)用路由，且它們由ProtoCompiler自動(dòng)插入以確保最小的干預，總是對用戶(hù)可用。與Synopsys的Verdi™調試軟件結合，HAPS DTD4可幫助設計人員以仿真器般的經(jīng)驗在原始RTL源文件的語(yǔ)境中，快速地辨識復雜的設計行為，使調試時(shí)間縮短多達50%。此外，HAPS和ProtoCompiler結合Verification Continuum的Unified Compile技術(shù)，使得在Synopsys VCS®仿真、ZeBu®模擬和HAPS原型之間移植更容易，從而可為設計和驗證節省數月時(shí)間。

　　通用多源總線(xiàn)(UMRBus)的主機連接能力支持混合原型驗證、全球可訪(fǎng)問(wèn)和大型原型群等使用模式。UMRBus在HAPS-80系統和Synopsys基于Virtualizer的虛擬原型之間無(wú)縫連接，為早期軟件開(kāi)發(fā)和硬件/軟件集成創(chuàng )造了一種集成化的混合原型驗證環(huán)境。此外，HAPS-80可向下兼容HAPS-70，讓設計人員可復用現有的系統和硬件配件。對原生以太網(wǎng)連接的支持，使HAPS-80系統通過(guò)標準以太網(wǎng)連接便可實(shí)現系統的全球可訪(fǎng)問(wèn)。HAPS-80解決方案支持多設計模式，在企業(yè)配置中，可跨HAPS系統同時(shí)執行多個(gè)設計，為多項目用途提供最高的原型利用率及更高的投資回報率。

　　“我們優(yōu)化每一代產(chǎn)品HAPS原型系統，提供最高的系統性能和設計人員生產(chǎn)率。新一代的HAPS-80系列解決了SoC設計人員在性能、可擴展性、首款原型完成時(shí)間和調試等方面的痛點(diǎn)，同時(shí)保持了與HAPS-70系統之間的互操作性，”Synopsys IP和原型營(yíng)銷(xiāo)副總裁John Koeter表示。“HAPS硬件和ProtoCompiler軟件的獨特結合，可在最短的時(shí)間實(shí)現最高性能的首款原型，以加速大型SoC及GPU設計的軟件開(kāi)發(fā)、硬件/軟件集成和系統驗證。”

　　供貨和資源

　　HAPS-80基于FPGA的原型系統和ProtoCompiler軟件現在已可供貨。

　　有關(guān)HAPS-80的更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)：

　　http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/haps-80.aspx

　　o 基于FPGA的原型技術(shù)博客：http://blogs.synopsys.com/breakingthethreelaws/

　　o ProtoCompiler: http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/protocompiler.aspx

　　o 混合原型構建：http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/hybrid-prototyping.aspx

　　o HAPS調試：http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/troubleshoot-debug.aspx

　　o 基于FPGA的原型構建方法學(xué)手冊：http://www.synopsys.com/FPMM