協(xié)議在大規(guī)模設(shè)計中無處不在：支持通信、圖形、內(nèi)存、緩存一致性互連等，并且它們會不斷更新以支持對更高速度、更高帶寬、更低功耗的需求。因此，您可以非常確定，當(dāng)您開始下一個項目時，設(shè)計中至少會有一些協(xié)議的新版本，因為在協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)的世界中，它正在發(fā)展、創(chuàng)新或消亡。

圖 1. 協(xié)議無處不在，即使在簡單的 SoC 上也是如此。

對于仿真，它是一個相對簡單的方法。驗證 IP 通常支持使用最常見的仿真器方法 Verilog 和 UVM 的多個仿真器。您只需要確保您的提供商與最新版本保持同步。

在仿真世界中，情況就不同了。針對不同的使用模型有不同類型的“驗證 IP”：模擬加速、ICE 和虛擬 ICE。例如，仿真加速可以比基于測試臺的仿真提供 1000 倍的加速。它“簡單地”需要 UVM 或 SystemVerilog 驗證 IP 以及可替代基于仿真的驗證 IP 的可綜合事務(wù)處理程序。它使工程師能夠移動在模擬器中運行 DUT 的測試臺，從而在模擬器上運行 DUT 時運行得更快。然而，ICE 是更傳統(tǒng)的仿真使用模型和最有趣的用例，本文的重點是從 ICE 到虛擬 ICE 的轉(zhuǎn)變。

ICE 是用于將仿真器中的設(shè)計連接到外部世界的原始方法。它使外部硬件能夠?qū)⒒趨f(xié)議的流量流式傳輸?shù)皆O(shè)計中。它使用速率適配器來處理流量生成器和模擬器之間的速度差異。ICE 環(huán)境必然位于靠近使用它的工程師的實驗室中。

然而，隨著工程師意識到虛擬環(huán)境帶來的主要優(yōu)勢：準(zhǔn)確的性能測量、確定性延遲和準(zhǔn)確的功率測量，ICE 時代正在迅速消融。對于存儲和網(wǎng)絡(luò)而言，關(guān)鍵指標(biāo)是能夠準(zhǔn)確測量延遲和性能，因此必須使硅前性能測量值非常接近實驗室中將看到的硅后性能。Virtual 實現(xiàn)了這一點，并通過這樣做允許在硬件和軟件之間進(jìn)行硅前性能調(diào)整和權(quán)衡。這可能是我們對績效至關(guān)重要的世界中成功與失敗之間的區(qū)別。為了改進(jìn)調(diào)試，Virtual ICE 可以實現(xiàn)精確的可重復(fù)行為：眾所周知，使用 ICE 很難精確地重復(fù)一系列發(fā)現(xiàn)錯誤的行為，使重復(fù)問題并找到原因變得非常困難。未來顯然是虛擬的！

多年前，Mentor 憑借其 VirtuaLAB 組件（一個功能齊全的協(xié)議的廣泛系列）的發(fā)布，在 Virtual ICE 中占據(jù)了領(lǐng)導(dǎo)地位。Mentor 的 VirtuaLAB 組件的行為類似于 ICE，但沒有基于硬件的解決方案的限制。它們靈活且可即時重新配置，并且比它們更原始的同類具有更多的驗證功能。VirtuaLAB 模型適用于所有關(guān)鍵協(xié)議，包括以太網(wǎng)、PCI Express、USB、NVMe、SATA、HDMI 等，并已在數(shù)百種設(shè)計中成功用于磁帶。

SDN 交換機設(shè)計人員在三到四年前利用 VirtuaLAB 以太網(wǎng)的可用性轉(zhuǎn)向了這項技術(shù)：使用 ICE 連接 100 多個以太網(wǎng)端口，每個端口都有其以太網(wǎng)電纜顯然是不切實際的。網(wǎng)絡(luò)交換機設(shè)計人員使用 VirtuaLAB 以太網(wǎng)通過高速 CoModel 通道將流量流式傳輸?shù)?150 多個以太網(wǎng)端口，通過運行實時軟件的 VirtuaLAB PCIe 控制交換機的配置。最近，SSD 控制器設(shè)計人員正在使用 Virtual NVMe、PCIe 和 SATA 進(jìn)行相同的過渡，并且進(jìn)行這種過渡的團隊與陷入 ICE 時代的競爭對手相比，獲得了巨大的優(yōu)勢。

VirtuaLAB 組件的另一大優(yōu)勢是它們可以遠(yuǎn)程重新配置，從而可以輕松地在世界各地從事不同項目的設(shè)計團隊之間共享仿真資源。Mentor 多年來一直在完善此功能，作為其企業(yè)仿真應(yīng)用程序的一部分。

當(dāng)然，有效的 Virtual ICE 解決方案的關(guān)鍵是性能。盡管存在所有限制，ICE 能夠以相同的速度流式傳輸流量，以最大限度地提高仿真器速度。使用虛擬時，您希望保持相同水平的性能，但取決于控制和生成流量的主機 PC 與仿真器之間的連接速度和帶寬。憑借多年開發(fā)高速聯(lián)合模型通道的經(jīng)驗，Mentor 已調(diào)整此性能以實現(xiàn)與 ICE 速度等效。有趣的是，其他解決方案會放緩。這不是軟件，修復(fù)它是模擬器的基本架構(gòu)特性。

Mentor 顯然在行業(yè)從 ICE 遷移到虛擬 ICE 方面處于領(lǐng)先地位。

我們在 Mentor 觀察哪些協(xié)議

我們從客戶的要求和協(xié)議特殊利益集團中獲取我們的線索。這些天來，它們讓我們忙于最新版本的 PCIe、以太網(wǎng)、NVMe 等，以支持軟件定義網(wǎng)絡(luò) （SDN） 和 SSD 中的前沿設(shè)計。

經(jīng)歷了幾次延遲的 PCIe 4.0 現(xiàn)已推出，PCIe 5.0 規(guī)范計劃于 2019 年第二季度發(fā)布。PCIe 還將成為其他新協(xié)議（如 Gen-Z、CCIX 和 OpenCAPI）的基礎(chǔ)。

以太網(wǎng)在汽車應(yīng)用中的速度和接受度都在提高。對于后者，對安全性、RFI、EMI 和延遲提出了重要的新要求。

SDN系統(tǒng)將逐漸取代單一用途的路由器和交換機，尤其是在數(shù)據(jù)中心，要求它們處理由軟件實現(xiàn)和配置的廣泛協(xié)議。

Mentor 為所有主流（以及一些小眾）協(xié)議提供完整的解決方案，讓您可以使用事務(wù)處理程序或通過軟件驗證 IP 和 SoC 設(shè)計。我們在關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)組織中占有一席之地，以便我們可以確保為不斷發(fā)展和新興的協(xié)議提供最有效的仿真支持。我們在 VirtuaLAB 系列中實施了超過五年的 Virtual ICE，為我們帶來了所需的協(xié)議專業(yè)知識，以支持我們的客戶在他們的產(chǎn)品差異化時提供支持。

Mentor 的 Veloce Strato 仿真器系列與虛擬協(xié)議模型相結(jié)合并通過 CoModel 通道互連，提供了最有效的解決方案，用于證明您的設(shè)計與它所包含的任何協(xié)議完美交互。憑借 Veloce Strato 上 150 億門的可擴展性，您可以期待多年的無憂驗證。

審核編輯：郭婷