浅谈硬件仿真技术克服五大主要物联网和网络验证挑战

我们的产品设计涉及到更多协议和数十亿门设计，还要最大程度降低能耗，软件也变得日益繁多复杂，对于网络应用，还存在数百个交换机和路由器端口，因此我们需要可扩展的虚拟硬件仿真。
　　我们需要进行大量验证，来设计用于组成物联网 （IoT） 和网络生态系统的产品和网络。这些都是非常复杂的大规模设计。它们使用大量的软件，而且必须满足严格的低功耗要求。因此，它们需要经过大量的验证周期，才能得到充分的运用和调试。
　　IoT 设计和网络设计的五大特征对验证工作具有重大影响。这两种设计具有以下四大共同特征：“每颗芯片实现更多的协议”会更好、设计规模更大且更加复杂、对低功耗的要求更高，以及更多软件。网络系统还面临着第五个挑战：交换机和路由器端口的数量持续增加。
　　
　　图 1.IoT 设计面临的四大难题 （Mentor Graphics）。
　　只有硬件仿真才能够提供足够的容量、速度和功能，让您能够高效地完成大量验证。现在，我们还需要认真考虑应该如何使用硬件仿真。传统的电路内仿真 （ICE）不仅无法支持迅速增长的互联网芯片端口数的需求，对于测试IoT设备上的众多接口协议也不实用。我们需要舍弃传统的电路内仿真，而转向以软件为中心的虚拟硬件仿真。
　　首先，我们将讨论这些挑战，然后再介绍它们的解决方案。
　　IoT 和网络设计的主要挑战
　　1.每个芯片需承载更多协议
　　由于更多应用程序和功能需要同时连接到网络，因此每个设备所使用的协议数量在不断增加。例如，手机需要连接到云存储空间、播放流媒体格式的音视频、运行各种应用程序以及拨打接听电话和收发文本信息。
　　所有这些协议本身可能非常复杂。但因为在不同协议之间以及它们与设计的其余部分之间存在如此多的通信和交互，因此它们会呈现出许多棘手的需要检查甚至调试的场景和边界情况。
　　将所有这些协议都置于单个 SoC 上，将会大幅增加硬件复杂度。芯片的内外部通信协议越多，验证设计所需的验证周期就越长。
　　
　　图 2.IoT 提高了每颗芯片的协议使用要求 （Mentor Graphics）。
　　2.设计规模更大
　　设计规模更大的协议集成会增加复杂度和尺寸。此外，各种功能、多处理器和嵌入式软件也会增加其复杂度和尺寸。消费者希望产品能够处理更多功能。这些设备必须提供集成的数字、音频、语音和数据功能，且始终保持运行和连接状态。
　　集成的功能数量越多，运行的并发性也就越高。这使得验证系统变得越发困难，因为一个系统可能包含数十亿门。因此，我们必须重新考虑验证技术，这是不言而喻的。