芯启源受邀参加半导体CAD联盟张江论坛

近日，芯启源EDA资深产品专家杨一峰受半导体CAD联盟邀请，在其张江论坛公益讲座上，为线上线下数十位会员分享了有关数字前端硬件验证的话题，现场交流氛围十分活跃。

讲座主题为《仿真加速器和原型验证系统在数字验证流程中的平衡化》，现将具体内容与诸位共享：

一．集成电路芯片发展的几大趋势、挑战及总体制造流程

随着摩尔定律的趋于“终结化”，集成电路芯片的发展趋势也日益明显：主要特性包括“超大规模、高集成度、多异构核心、存算一体、注重安全性、AI机器学习、多芯粒多维立体封装”等前沿技术的总体融合；由此也给相关的EDA设计软件及制造、测试设备带来了新的机遇及挑战。

性能、功耗、稳定性等多种验证需求也对相关的工具及测试方法提出了更高的要求。从整体流程上看，复杂大芯片从市场需求分析到上市，历经十几个大的环节，需要解决大量的实际问题；因此，自动化、智能化的EDA工具对于众多芯片厂商而言不可或缺。只有在非常有限的开发验证周期内完成相关的工作，才能够在激烈化的市场环境中，为产品赢得宝贵的上市窗口。

二．以FPGA为基础的验证产品种类介绍

目前市面上以FPGA为基础的验证产品总体可分为FPGA开发板、桌面级的原型验证系统和企业级原型系统；当然，也包括大型的硬件仿真器（下一节作介绍）。

不同形式的产品在其硬件结构、软件支持、应用场景、调试方法等方面均有着不同的特点。因此挑选出适合项目的硬件产品显得尤为重要。

三．硬件仿真器的分类及各种数字电路验证方法的优缺点

从物理形态上看，传统的硬件仿真器存在着“三大”特性：即“大机柜、大电路板、大芯片数量”。从硬件架构上看，可分为ASIC处理器和FPGA为构造的两大主流架构。基于其昂贵的造价，其设计目的是对大型数字芯片的设计进行较高效率的功能性验证。同纯软件仿真产品相比，它的运行速率大幅度提升；同原型验证产品比，它的调试手段丰富很多，但性能较慢；在外围扩展性上不够方便。

下图中，列出了常见的验证工具的一些特性点比较（供参考）：

由此图展示，我们尝试找出一款各项指标都处于纵坐标轴上半区域的产品，但的确很难做到；因此而得到的结论是：每个产品都各具优缺点，目前来看，还不存在能够完全取代其他产品的情况。

由此，数字IC的开发验证人员普遍对现有的产品生态存在一些不满意的地方。一方面，需要对功能、性能、功耗、稳定性等诸多IC的产品特性进行验证；另一方面，用户往往需要购置至少软仿、硬仿和原型系统等多类验证工具，在成本上产生很大开销。此外，代码在不同平台间的传输所产生的时间损耗、不同版本间的维护人力成本等，也是不可忽视的因素。

四．仿真加速器和原型验证系统的有机结合 - 芯启源MimicPro一体化硬件验证系统

芯启源(上海)半导体科技有限公司致力于数字集成电路设计和验证，提供强大的电子设计自动化工具（EDA）和核心知识产权（IP），属于国内较早进入数字硬件验证系统领域的企业。早在2018年1月，基于FPGA架构的仿真加速与原型验证一体化系统MimicPro即开始设计及制造，聚焦于数字芯片项目中周期长、成本高的前端验证环节。MimicPro具备了以下主要特点：

✿ 融合仿真加速器调试及原型系统的运行性能，与主机方便的高速互联调试通道

✿ 统一的软件流程，无需进行多次编译流程

✿ 采用背板式互联结构，无需人工处理线缆的拔插操作，安装高效，运行稳定可靠

✿ 独有专利的时钟设计架构，较传统硬仿产品的工作性能大幅度上升

✿ 全互联的设计结构及智能化全自动的分区软件，有效提升工作频率

✿ 独特的硬件架构设计，用户逻辑可用的资源占用率大幅度上升

✿ 丰富多样的调试手段及丰富协议的降速桥方案

✿ 体积紧凑，移动方便(以标准M32产品为例)

目前MimicPro系统已在多家集成电路头部企业中落地商用。

五．行业未来展望

当前，数字集成电路的发展道路，正面临前所未有的挑战和机遇，EDA工具作为其核心驱动力发挥着极为重要的角色。首先，异构集成和Chiplet技术将成为主流，EDA工具需要提供更强大的支持，以实现不同功能模块的高效集成和协同运作。其次，人工智能和机器学习将在EDA工具中得到更广泛的应用，从设计优化、自动化布局布线到智能验证，AI技术的引入将大幅提升设计效率和准确性，缩短开发周期。此外，随着光电子/量子计算、超宽禁带半导体材料/碳纳米管等新兴技术的不断突破，对应的EDA工具也需要不断创新，以支持这些前沿技术的实现。

在验证和测试方面，EDA工具将更加注重系统级验证和软硬件协同仿真，以应对日益复杂的系统设计和更高的可靠性要求。硬件仿真器和FPGA原型验证系统将进一步融合，提供更高效、更灵活的验证解决方案。芯启源也将在其中贡献出自己的一份力量。

最后，EDA工具的开放性及统一化的技术底座将成为重要趋势，开放平台和标准化接口的推广将促进不同工具之间的无缝集成和协同工作，提升整体设计流程的效率和灵活性。总之，未来的EDA工具将更加智能化、自动化和集成化，为数字集成电路设计提供更强大的支持，推动电子信息产业迈向新的高度。

Q&A环节

1、请问贵公司的产品有没有和其他仿真产品对比过？比如在速度、编译等方面

答：是的，我们和一些国内外几家产品作对比，在一定规模的设计下具有性能及编译优势。

2、在编译完成之后，从上线那一刻开始，完成功能验证的话，你们的速度和帕拉丁的相比哪一个快？可以分享几个案例吗？

答：各有所长吧；我们的实时调试性能比帕拉丁要快，帕拉丁的优势在于其编译快而且灵活，这是基于ASIC 架构仿真器的独特优势。具体的案例我们可以线下交流。

3、你们的这个部署环境是实验室环境就可以，那对于散热有什么特殊要求吗？

答：我们的设备在一般实验室环境即可部署；一般来说室温保持在20度以下即可。

4、还有这个能够容纳的芯片的容量是多少规模？现在实测过的是装多少？

答：因为我们的产品硬件架构上采用了特别的设计，因此最大的资源利用率可以到70%左右，同时也需要看具体设计的种类而定。

5、刚才你提到在大设计切割的时候，你们的优势是自动分区，那自动分区的依据是什么？

答：没错，因为我们的核心技术团队曾参与过国际知名大厂产品的定义和研发，因此对这方面有很深厚的积累。至于这个问题的具体答案，因为牵涉到核心机密，因此这里暂无法详细阐述，请谅解。

6、你们应该是外围也需要有编译服务器的，那这个对编译服务器的配比要求是什么？

答: 肯定是越快、越多的编译资源能带来的编译效率更高。我们有默认推荐的服务器规格，具体请联系我们的技术顾问。

半导体CAD联盟

为响应国家大力发展IC产业的号召，“半导体CAD联盟”致力于提高从业人员水平，以促进EDA/CAD整体水平提高，进而促进中国IC产业的整体发展为目标，同时通过IT/CAD人才培养平台，为行业输送优秀技术人才。

半导体CAD联盟张江论坛系列公益讲座每周一次，旨在邀请各领域专家对某一技术话题进行深入分享和讨论，从而总结行业痛点、解决方案、行业标准等，为广大从业者提供优质的内容平台。话题围绕EDA环境与工具、CAD与IT技术、信息安全、数字化与智能化等。