電子行業(yè)正在從硬件定義向系統(tǒng)定義轉(zhuǎn)變，而電子產(chǎn)品越來越受應(yīng)用驅(qū)動。結(jié)果，產(chǎn)品差異化已經(jīng)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)（基于軟件）的內(nèi)容上，而硬件平臺及其開發(fā)過程變得越來越商品化。在這個新興領(lǐng)域中抓住新機(jī)遇需要在電子行業(yè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。必須解決系統(tǒng)開發(fā)人員的需求，并且必須將對這些需求的響應(yīng)集成到一個解決方案中。

與進(jìn)度延誤和產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)的潛在風(fēng)險已經(jīng)變得巨大。上市時間壓力和軟件定義產(chǎn)品功能的趨勢使得傳統(tǒng)的順序流程，其中系統(tǒng)級芯片 （SoC） 開發(fā)之后是電路板和設(shè)備開發(fā)，然后是軟件開發(fā)，已經(jīng)過時了。在系統(tǒng)啟動時滿足功能、功率和性能已成為最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。對于許多 OEM 公司來說，系統(tǒng)啟動占用了整個開發(fā)周期的三分之一到二分之一，產(chǎn)品質(zhì)量和可預(yù)測性成為第二和第三優(yōu)先事項(xiàng)。系統(tǒng)啟動是 OEM 高管最關(guān)心的問題，因?yàn)樗梢詻Q定或破壞其產(chǎn)品的盈利能力。

如果你參與過關(guān)于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的辯論，你的問題可能是這樣的：

系統(tǒng)級驗(yàn)證的最佳方法是什么？

我們是否應(yīng)該投資于更快的虛擬平臺的承諾，同時處理它們固有的時間不準(zhǔn)確性？

基于 FPGA 的原型設(shè)計方法——成本低但啟動時間長——是否足以完成工作？

我們應(yīng)該僅僅依靠系統(tǒng)仿真還是仿真加速？

如何利用這些技術(shù)與我們的 IP 供應(yīng)商和客戶進(jìn)行協(xié)作？

在過去的 15 年里，我參加了幾十個小組和圓桌會議，提出了這樣的問題。答案很大程度上取決于具體負(fù)責(zé)人的責(zé)任或他或她公司的產(chǎn)品，有些人在更換公司時會改變答案。多年來，我們（在 Cadence）意識到所提供的特定產(chǎn)品并不那么重要。重要的是客戶獲得的價值以及他們需要花費(fèi)的資源、時間和金錢。我們也意識到?jīng)]有一種產(chǎn)品或平臺可以解決所有的系統(tǒng)驗(yàn)證和確認(rèn)問題。需要多個平臺的組合。

成功完成下一代設(shè)計的最大挑戰(zhàn)是避免芯片重新旋轉(zhuǎn)、按時完成越來越多的軟件，還是找到驗(yàn)證硬件和軟件之間交互的方法？

許多驗(yàn)證團(tuán)隊使用臨時的技術(shù)組合以及脫節(jié)的環(huán)境和平臺，以至于他們無法完成工作。為了跟上高級系統(tǒng)開發(fā)的需求，傳統(tǒng)的方法根本不夠高效。驗(yàn)證吞吐量無法滿足當(dāng)今日益復(fù)雜的設(shè)計要求。根據(jù)最近與大型復(fù)雜系統(tǒng)驗(yàn)證團(tuán)隊的討論，使用寄存器傳輸語言 （RTL） 仿真完成復(fù)雜的驗(yàn)證任務(wù)不再有效。需要的是一個高性能環(huán)境，適用于整個設(shè)計過程中的系統(tǒng)上下文中的硬件驗(yàn)證、低級固件和軟件開發(fā)。

大圖解決方案必須提供統(tǒng)一的流程，為用戶提供熟悉的環(huán)境，能夠最大化和擴(kuò)展子系統(tǒng)和系統(tǒng)級仿真的仿真能力。環(huán)境和性能需要對系統(tǒng)、軟件和硬件驗(yàn)證團(tuán)隊具有吸引力和吸引力。Cadence 設(shè)想的流程結(jié)合了開放、連接、可擴(kuò)展和一流的硬件/軟件平臺，包括硬件輔助驗(yàn)證和基于軟件的工具。集成流程需要在為設(shè)計團(tuán)隊和企業(yè)級客戶提供可擴(kuò)展的可用性方面開辟新天地，在多個抽象層次上連接設(shè)計和驗(yàn)證流程，提供高性能和靈活的建模環(huán)境。想象一下您可以使用集成流程為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

業(yè)務(wù)痛點(diǎn)

上市時間是系統(tǒng)開發(fā)商和系統(tǒng)公司面臨的第一大挑戰(zhàn)。公司（尤其是在消費(fèi)市場）面臨著滿足其市場窗口并將其整體設(shè)計周期從 12 個月縮短至 6 個月的壓力。這些公司需要能夠以可預(yù)測的時間表與供應(yīng)商和合作伙伴進(jìn)行有效的溝通和互動。CEO 希望走上革命性的道路，將他們的組織從芯片或 IC 制造商轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)公司。

在這一轉(zhuǎn)型過程中，公司領(lǐng)導(dǎo)者需要將他們的硬件和軟件團(tuán)隊整合為一個。開發(fā)服務(wù)并贏得市場特定應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的方法將讓位于在正確的時間進(jìn)入市場，同時滿足規(guī)范。與此同時，這些具有前瞻性的公司將與正在生成內(nèi)容的合作伙伴（Facebook、谷歌、Netflix 以及類似的組織或運(yùn)營商，如 AT&T、Comcast 和 Verizon）合作。因此，電子行業(yè)參與者很可能錯過他們的市場窗口，除非他們改變他們開發(fā)系統(tǒng)的方式。圖 1 顯示了由于在慢速、中速和快速細(xì)分市場中缺少市場窗口而導(dǎo)致的潛在收入損失風(fēng)險。六個月的延遲可能導(dǎo)致平均損失 5000 萬美元。

圖 1：沒有在正確的時間進(jìn)入市場的風(fēng)險隨著市場的快速發(fā)展而增加。

技術(shù)痛點(diǎn)

隨著系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜性（想想多核、多線程、多任務(wù)和快速增加的軟件內(nèi)容）的增長，滿足應(yīng)用程序驅(qū)動的需求變得更具挑戰(zhàn)性。一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是從芯片流片到上市時間。系統(tǒng)硬件/軟件啟動和集成是關(guān)鍵瓶頸。當(dāng)前旨在緩解這些瓶頸的產(chǎn)品是專有儀器，采用不可配置的模型，并且不容易準(zhǔn)備好插入第三方工具。更重要的是，這些產(chǎn)品是分散的，帶有不連貫的點(diǎn)工具，將集成和從一個開發(fā)階段遷移到另一個開發(fā)階段的負(fù)擔(dān)留給了用戶。這些產(chǎn)品僅限于解決單個抽象級別。

客戶的理想是能夠滿足他們所有需求的單一平臺。不幸的是，沒有單一的硬件/軟件開發(fā)平臺可以解決所有設(shè)計階段。因此，需要基于多個平臺組合的單一解決方案/流程。每個平臺都專注于具有不同優(yōu)化特性的流程的每個階段。

例如，在設(shè)計的早期，用戶需要一個可以在硬件抽象模型之上運(yùn)行他們的軟件的平臺。在這個過程的后期，他們需要在硬件的準(zhǔn)確表示之上運(yùn)行他們的軟件?？蛻艋ㄙM(fèi)數(shù)月和許多美元手動跨平臺遷移。他們需要一組連續(xù)的開放和連接平臺。選擇的開放平臺應(yīng)基于標(biāo)準(zhǔn)并具有第三方支持?；ヂ?lián)平臺應(yīng)具有集成的產(chǎn)品、方法和流程，以允許用戶自動從一個平臺遷移到另一個平臺。成功的平臺將支持整個流程中的硬件/軟件驗(yàn)證和集成過程，具有可擴(kuò)展的性能和容量，以支持多個抽象級別。

一套全面的開放、連接和可擴(kuò)展的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平臺

Cadence 通過開發(fā)和交付一整套稱為系統(tǒng)開發(fā)套件的硬件/軟件平臺來解決前面提到的技術(shù)挑戰(zhàn)。該套件是開放的、連接的和可擴(kuò)展的，具有強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴關(guān)系、服務(wù)和集成方法?；谄湓诟呒夠?yàn)證和加速/仿真方面的行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品，這一連續(xù)統(tǒng)一體在市場上創(chuàng)造了一種解決關(guān)鍵系統(tǒng)開發(fā)挑戰(zhàn)的方法。如圖 2 所示，這種方法包括四個具有性能權(quán)衡的硬件/軟件平臺。盡管所有這些平臺都支持硬件和軟件的驗(yàn)證和集成，但有些平臺更側(cè)重于硬件驗(yàn)證和驗(yàn)證，而另一些平臺則針對軟件開發(fā)人員的更高性能。

圖 2：設(shè)計團(tuán)隊需要針對離散開發(fā)階段優(yōu)化的集成平臺集，以滿足上市時間目標(biāo)。

每個平臺都唯一地連接到下一個平臺，以便在用戶從一個開發(fā)階段遷移到另一個開發(fā)階段時加快硬件/軟件環(huán)境的啟動時間。

虛擬系統(tǒng)平臺

虛擬系統(tǒng)平臺為系統(tǒng)開發(fā)人員提供的工具可幫助他們創(chuàng)建和分析虛擬平臺/原型設(shè)計。軟件開發(fā)人員獲得了一個平臺，可以在用于早期軟件開發(fā)和軟件分發(fā)的抽象模型之上運(yùn)行他們的軟件。它是開放的（基于標(biāo)準(zhǔn)）并提供可擴(kuò)展的性能和卓越的硬件/軟件調(diào)試功能。它通過統(tǒng)一的模擬器和通用的驗(yàn)證IP連接到Incisive Verification Platform。

Incisive 驗(yàn)證平臺（帶有 Incisive Enterprise Simulator）

該平臺的高級驗(yàn)證工具基于開放式方法 （UVM） 進(jìn)行塊/芯片級驗(yàn)證，具有豐富的優(yōu)化驗(yàn)證 IP 組合，可擴(kuò)展到其他平臺。它幫助驗(yàn)證工程師啟動固件并提供硬件/軟件指標(biāo)驅(qū)動的驗(yàn)證功能，該功能也可與虛擬系統(tǒng)平臺和驗(yàn)證計算平臺一起使用。

驗(yàn)證計算平臺（Palladium XP）

用戶將發(fā)現(xiàn)該平臺提供具有可擴(kuò)展容量和性能的周期精確系統(tǒng)驗(yàn)證（仿真）和加速功能，其中包括硬件/軟件調(diào)試功能。該平臺是開放的，提供快速啟動和周轉(zhuǎn)時間，并提供低功耗驗(yàn)證和分析以及度量驅(qū)動的驗(yàn)證功能。它通過熱插拔、通用調(diào)試、運(yùn)行時、編譯和驗(yàn)證IP連接到Incisive Verification Platform。

快速原型制作平臺

基于 FPGA 的快速原型開發(fā)平臺作為一個周期精確的軟件開發(fā)平臺，能夠連接到現(xiàn)實(shí)世界的接口以運(yùn)行詳盡的回歸。它允許向軟件開發(fā)人員分發(fā)多個負(fù)擔(dān)得起的原型。它是開放的，支持基于標(biāo)準(zhǔn)的 ASIC 流程，并提供高度準(zhǔn)確的可擴(kuò)展啟動和調(diào)試。結(jié)合驗(yàn)證計算平臺，組合解決方案提供通用編譯流程、SpeedBridge 適配器和強(qiáng)大的調(diào)試功能。

概括

電子和半導(dǎo)體行業(yè)在過去十年中發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，軟件已經(jīng)超越硬件，成為系統(tǒng)開發(fā)成本、進(jìn)度和風(fēng)險的主要驅(qū)動因素。

系統(tǒng)集成時間是系統(tǒng)開發(fā)商和系統(tǒng)公司面臨的主要挑戰(zhàn)。

目前市場上的產(chǎn)品是封閉的、分散的和有限的。

為了解決系統(tǒng)開發(fā)成本、進(jìn)度和風(fēng)險挑戰(zhàn)，需要一套全面的開放、連接和可擴(kuò)展的硬件/軟件平臺，以加速從一個平臺到另一個平臺的遷移。

審核編輯：郭婷