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“m6米乐官方”芯片验证策略六部曲
本文摘要:检验的策略篇之一:设计的流程 通过芯片产品开发的流程图,而在叙述中我们将研发流程分成了两条主线: 芯片功能的细分 有所不同人员的任务分配 即是说道有所不同人员必须在硅前的有所不同阶段构建和测试芯片的模块功能。 如果我们从另外一个看作,芯片的研发即是将抽象化级别大幅度减少的过程,从一开始的抽象化自然语言叙述到硬件的HDL语言叙述再行到最后的门级网表。

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检验的策略篇之一:设计的流程  通过芯片产品开发的流程图,而在叙述中我们将研发流程分成了两条主线:  芯片功能的细分  有所不同人员的任务分配  即是说道有所不同人员必须在硅前的有所不同阶段构建和测试芯片的模块功能。  如果我们从另外一个看作,芯片的研发即是将抽象化级别大幅度减少的过程,从一开始的抽象化自然语言叙述到硬件的HDL语言叙述再行到最后的门级网表。而在我们早已讲解过RTL设计和门级网表以后,这里必须引进一个目前更高抽象化级的叙述TLM(事务级模型,transactionlevelmodels)。

  TLM一般不会在早期用作建构硬件的不道德,侧重于它的功能叙述,不必须在乎时序。同时各个TLM模型也不会被集沦为一个系统,用来评估系统的整体性能和模块之间的交互。

同时TLM模型在早期的设计和检验中,如果充足精确的话,甚至可以替代检验人员的参考模型,一方面为硬件设计获取了可以参照的设计(源于系统叙述外侧),一方面也加快了检验(需要再行建构参考模型,而且TLM模型充足精确体现硬件叙述)。  TLM模型的市场需求和ESL研发  早期的芯片研发模式是遵循再行从系统结构设计、到芯片设计生产、再行到上层软件开发的。但随着产品开发的压力,一方面我们必须让系统人员、硬件人员和软件人员都维持着丰沛的工作量,同时对于一个芯片项目而言,我们也期望硬件人员和软件人员可以尽量的同时展开研发。这听得一起怎么有可能?却是芯片还没生产出来,没开发板怎么去建构软件呢?在这里我们系统结构人员不会在早期建构一个低抽象化级的系统,同时该系统必需不具备该有的基本功能和各模块的模块维持信息交互,通过将功能叙述变为可运营的系统,让硬件人员和软件人员可以在早期就利用该系统展开硬件参考和软件开发。

这种可以为简单系统创建模型,让多个流程分支分段研发的方式被称作ESL(电子系统级,electronicsystem-level)研发。  传统的系统设计流程  传统的系统另设流程是瀑布形式(waterfall)研发的,这种顺序研发的方式不存在显著的边界:  时间边界:有所不同的研发子过程之间是维持顺序继续执行的,完全没可以交错的空间来延长整体的项目交付给时间。

  的组织边界:有所不同的研发小组之间的交流是计划是再次发生在前一个过程完结,后一个过程开始的,这也引进了额外的交流成本。  ESL系统设计流程  为了模糊不清或者融合这种边界,ESL研发流程通过创建虚拟世界原型(virtualprototype),又或者称作TLM模型来使得整个参予到系统研发的小组做到分段研发。

之所以可以有这种魔力,是因为TLM模型仍然是一种无法被硬件研发和软件开发利用的抽象化叙述,而是一种更加早期研发的软件模型。所以在ESL研发的帮助下,更好的自研发流程可以更加早于追随系统设计一块展开研发,那么从整体上来看这种方式有助延长芯片研发的时间。  除此之外,在前期产品定义的阶段有比较可分析的模型,更加有助早期检验产品的功能、性能否符合客户拒绝,也能减低一些较低配备性能的风险和减少过多设计的成本。

这是为什么呢?有以下几点:  在早期定义产品的时候,市场部不会将客户对于产品特性搜集回去,而交由系统框架师来定义芯片结构。这中间不会不存在一些问题,例如系统框架师无法了解到局部功能更加不得而知列出出有所有的用例来辨别功能否符合,而对于性能测试方面也不能通过一些表格化数据作出静态估算。

这时候,TLM模型可以协助在系统级别已完成模型搭起和虚拟世界系统集成,甚至协助测算系统的性能,这对于系统框架师而言不会有更加多的信心来得出合理的结构配备。  于是以由于可以在早期作出性能评估(而且较慢、再次发生在芯片结构的定义阶段),框架师可以及时地作出资源调整来满足用户的市场需求。

否则,尽管芯片有可能是较低缺陷率的,但如果它的继续执行速度过于慢、功耗又过低,那么也依然无法符合客户的拒绝。  过度设计的结构就跟给一只袜子折上水钻一样不差但也没适当。

客户给的报价放在那里,你的设计就越过度,不但意味著成本的快速增长,也车祸着更高的复杂度和风险。  ESL和TLM对系统模型的拒绝使得必须有一门语言可以:  两翼多个抽象化级别来展开模型叙述;  标准对外开放的语言;  高效的建模性能和调试模块;  被主流建模工具反对;  本身包括TLM事务级传输的模块这样的一本语言即是我们接下来讲解的SystemC。

  SystemC讲解  SystemC是可以符合TLM模型研发的一种语言。严苛来讲,它本身不是一种语言,而是创建在C++之上的一种类库(classlibrary)。SystemC语言可以用来叙述系统级别的硬件不道德,而这一点恰是其它语言无法符合的。

SystemC从2006年被IEEE收益IEEE1666标准,它本身也更容易自学,对于有C++/Java基础和硬件设计概念的人用于一起都不必须过于多的自学成本。SystemC语言讲解不出本章的重点,所以我们省略它的更好的语言特性讲解。

  语言的抽象化级较为  而有所不同的硬件领域用于到的建模语言都有它们各自合适的抽象化级,右图就认为了各个语言擅长于的抽象化级领域。从左至右,VHDL和Verilog主要用于RTL建模和数字电路的综合,它们也用来在早期搭起一些检验平台。对于SystemVerilog/Vera/e是用来做到功能检验语言的,这其中也还包括了它们的随机约束最重要特性。同时我们也可以找到SystemVerilog本身可以用来叙述硬件做到RTL建模和门级综合。

在此之上,SystemC注目的地方要更加偏向于系统层,它在结构层面上可以做到更高抽象化级的叙述,而本身也无法去叙述电路的综合网表,但它需要以自己为平台为上层的软件开发做到打算。而Matlab和其它语言被用在了数字信号处理上面用来叙述和检验算法。    传统的系统集成视角  我们前面早已提及,传统的瀑布研发模型无法让硬件人员和软件人员在系统结构定义早期就转入。

对于硬件的设计人员和检验人员而言他们都必须等候系统定义已完成之后将功能叙述文档分别作出自己的翻译成来创建可综合模型和参考模型。软件人员只有在硬件流片以后才不会确实开始展开软件开发,尽管目前的FPGA具有比硬件更慢的建模优势,但无论从时间段(硬件设计的后期)还是从速度(比起软件模型)而言,依然不是理想的软件开发平台。我们可以指出FPGA等硬件加速工具对于硅后系统测试有积极意义,但是对于更加上层的软件层研发的协助则并没那么显著。

    ESL系统集成视角  新型的ESL系统开发方式不会在系统定义阶段就创建TLM模型,这一模型的创建不会对系统人员、硬件设计人员、检验人员和软件开发人员都有明显协助:  系统人员在TLM模型集成系统上不会更容易评估系统性能  硬件设计人员不会同时利用功能叙述文档和TLM模型更加精确地翻译成为可综合的RTL设计  检验人员甚至可以必要将TLM模型作为参考模型构建到检验环境中,省却了额外研发参考模型的时间  软件开发人员也可以在TLM构建后的虚拟系统上面开发软件,而当芯片确实出片以后,只必须做到一些基于实际硬件的软件重制,这将大大提早软件开发的起点  TLM建模有这么多的优点,然而在确实考虑到实施ESL系统集成流程上面,我们也必须考虑到一些实际的问题:  TLM建模对于系统人员而言有更高的技能拒绝。这不但必须他们掌控SystemC研发,同时也必须他们有硬件叙述的基础。在此之上,他们的工作量将不会同时还包括功能叙述文档和TLM模型,并且TLM必须精确翻译成功能叙述文档,保证一致性。

对于从传统流程迈进ESL流程而言,我们有可能必须做到一些让步,引进专门的虚拟世界建模(virtualprototyping)团队来帮助系统人员翻译成功能叙述文档,而他们的联合生产量也将最后作为完全一致的参照标准。  尽管早已有了可以被综合的SystemC的子集和代码规范,目前这种方式依然没获得业界的注目。不过,在某一个硬件模块没所在之处,或者想要减缓建模速度的时候,我们甚至可以临时将原本的硬件设计用TLM模型更换。

这一点的前提是,系统的建模不道德维持恒定,而且TLM模型模块上的时序可以符合HDL建模的拒绝。  当TLM模型被检验环境适配时,就必须TLM与检验环境之间维持标准接口(TLMinterface),这样便利TLM模型的插拔。  当TLM用作软件开发时,这就拒绝TLM被尽快构建到一起作为整体系统为软件开发所用。

因为软件开发环节中针对某一个功能模块的软件开发依然是创建在整个芯片系统(最少是子系统之上)的。所以TLM模型之间也必须有标准接口可以更加较慢地构建系统集成。  目前我们少见的设计流程依然是瀑布研发时,或者类ESL研发。这里类ESL研发所指的是研发流程并没几乎遵循上述流程,而是在一些地方引进了TLM建模。

例如下面这张图,由于系统人员的技能容许,项目研发必须额外引进虚拟世界建模团队。此外,由于地域上的容许,虚拟世界建模团队主要服务的对象是软件开发一侧,而他们与硬件设计、检验团队的交流较较少。这种类ESL的研发有可能有多种人组,但我们必须警觉的是,在便利软件开发早期转入项目时,TLM模型否会同系统定义维持意味著的一致性,从而为硬件和软件方获取文本和代码参照。

    从图上来看,这种类ESL的方式是不存在风险的,因为虚拟世界建模团队从系统定义到TLM模型的过程就不存在二次翻译成,如果翻译成不精确,不存在疏忽,那么可以想象基于TLM模型的软件开发会那么更容易被重制到确实的硬件系统上面,因为硬件本身也是二次翻译成。所以,理想的合作边界应当如下图一样。虚拟世界建模首先必须和系统定义维持原义的一致性,而硬件和软件则可以将TLM模型视作功能叙述的一致性翻译成,然后各自在TLM模型上展开研发。


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