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1+4创新落地 国产EDA工具突破性升级

2021/11/25
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EDA集成电路设计工具)发展到今天,点和面的工具都已经非常成熟,这是否意味着国内新晋者没有多少机会了呢?其实不然,因为传统工具是在其迭代发展过程中逐渐形成当前的产品,在效率和方法上未必是最优,这正是没有历史包袱的后发者可以发力的地方。

芯片设计流程中关键的验证为例,现有的工具存在诸多痛点。芯华章科技董事长兼CEO王礼宾指出,目前这一环节主要存在3个痛点:

1、工具缺乏兼容性。虽然每个工具都能解决相应的问题,但是由于算法引擎上不能进行有效的交互与共享,无法做到互联互通、相互反馈,使得许多时候芯片研发是在重复造轮子,甚至有使用不同的工具进行验证,得到的结果并不一致。

2、数据的碎片化。降低了验证重用的可能性,让结果的调试分析和验证收敛变得更加困难,比如在芯片长达1-2年的验证流程中,往往会使用不只一种工具,每种工具都能产生验证覆盖率,但是融合共享覆盖率却迟迟难以实现。在碎片化问题的影响下,业内的普遍共识为:数字验证中的激励移植、重复编译、碎片化调试所浪费的时间占到总体验证时间的30%以上。

3、工具的缺乏创新。现在的主流工具经历了过去一二十年的发展,积累了陈旧的技术包袱,这些技术包袱使得工具很难和人工智能、云原生这些先进技术融合,更重要的是,这些工具组合形成的平台其实没有从架构之初就进行全盘考虑,因此难以融合并提供相互兼容的全面解决方案。

这些都是芯片设计追求更快、更强、更简单的阻碍,更是产业选择国产化工具的重大阻碍。所以,新晋企业的EDA技术必须全面进阶,在底层框架上进行创新,支持多种处理器架构;支持云原生、人工智能等技术;最关键的,必须从方法学上有所创新。

的确,验证占据了很大的时间和成本,芯华章首席科学家TC.Lin援引IBS的报告指出,芯片设计成本主要是两大块:功能验证和软件开发。其中验证这个瓶颈影响了整个设计周期——在前期需求定义和RTL综合前,都需要把high-level design做一个完整的验证;RTL写完之后,经过synthesis和布局布线来产生最后的线路,而这两个工具也都有可能造成功能的错误,所以必须要再做验证;芯片流片之后,还需要确定所有的工艺都是符合设计需求,需要再进行post-silicon(流片后)验证,整个过程耗时费力。

为了减少验证的成本,业界已经采用软硬件协同验证的方式缩短开发周期,即shift-left,在芯片设计的过程中做验证的方式,包括系统和芯片、硬件和软件。但这还不足以解决整个设计高周期和成本的问题。TC.Lin表示,芯华章成立以来,除了开发主流的验证工具以外,也在持续关注研究,想办法来解决上述困境。该公司发布的EDA 2.0的白皮书中,提出三个关键路径:开放与标准化,自动化、智能化,平台与服务。

最近,芯华章推出了最新的产品组合,体现了白皮书关键路径提到的几个要素。这组产品包括一个开创性的智V验证平台,和四款全新架构的EDA验证工具:

智V验证平台(FusionVerify Platform)

由逻辑仿真、形式验证、智能验证、FPGA原型验证系统和硬件仿真系统在内的五大产品系列,和智能编译、智能调试以及智能验证座舱等三大基座组成。

智V验证平台具备统一的调试系统、编译系统、智能分割技术、丰富的场景激励源、统一的云原生软件架构,能融合不同的工具技术,对各类设计与不同的场景需求,提供定制化的全面验证解决方案,解决当前产业面临的点工具各自为政的兼容性挑战,以及数据碎片化导致的验证效率挑战。智V验证平台能有效提高验证效率与方案的易用性,并带来点工具无法提供的验证效益。

桦捷 (HuaPro-P1) 
高性能FPGA原型验证系统 

基于FPGA硬件和拥有自主知识产权的全流程软件,可帮助SoC/ASIC芯片客户实现设计原型的自动综合、分割、优化、布线和调试,可自动化实现智能设计流程,有效减少用户人工投入、缩短芯片验证周期,为系统验证和软件开发提供大容量、高性能、自动实现、可调试、高可用的新一代智能硅前验证系统。

穹鼎 (GalaxSim-1.0)
数字仿真器 

使用新的软件构架提供多平台支持,支持不同的处理器计算平台,如X86、ARM等,并且已在多个基于ARM平台的国产构架上测试通过。可结合芯华章的穹景GalaxPSS智能验证系统的通用调试器和通用覆盖率数据库,穹鼎仿真器能够高效地配合其他验证工具,提供统一的数据接口。支持IEEE1800 SystemVerilog 语法、IEEE1364 Verilog 语法,以及 IEEE1800.2 UVM方法学,在语义解析、仿真行为、时序模型上,已达到主流商业仿真器水平。

穹景 (GalaxPSS)
新一代智能验证系统 

基于Accellera PSS标准和高级验证方法学的融合,针对目前和将来复杂验证场景,自动生成场景,降低对工程师手工编写场景的经验依赖,为芯片产生更多高效的测试场景和测试激励,提高验证的场景覆盖率和完备性。PSS生成的代码具备可移植性,可以确保适用在软件仿真、硬件仿真、FPGA原型验证,甚至系统验证上,提供从单一平台验证到多平台交互验证。

穹瀚 (GalaxFV) 
国内EDA领域率先基于字级建模的可扩展形式化验证工具

采用高性能字级建模(Word-Level Modeling)方法构建,具备高性能表现、高度可扩展性、友好的拓展接口,在模型上已达到国际先进水平。搭载了高并发高性能求解器、智能调度算法引擎以及专用断言库,可在充分利用算力,提高并行效率的同时,有效提高易用性和使用效率,为形式化验证应用于产业降低了门槛。

未来的数字化系统,将是系统+芯片+算法+软件深度融合集成。在短短不到两年的时间里,芯华章从零起步研发出上述产品,为更加智能的系统设计流程打下坚实的基础。王礼宾表示,此次新平台和产品的发布,不但对于芯华章,对整个EDA行业和集成电路设计产业,都将是具有深远的意义。

目前,这些工具已在中科院半导体所、飞腾、海光、展锐和中兴微电子等公司的芯片设计中得到使用。国家集成电路产业投资基金总裁丁文武表示,自成立以来,芯华章不断创新进取,已成为国内数字验证领域新生的骨干企业。中国工程院院士沈昌祥表示,芯华章成立不到两年便推出了拥有自主知识产权,支持国产计算机架构服务器的高性能集成电路设计工具,在部分指标上已经达到了国际先进水平,能为国产芯片的研发工作提供更多的选择,促进了国产集成电路产业链更安全的发展。国家02专项技术总师叶甜春也对芯华章数字EDA验证新产品投入市场表示祝贺,他并表示,对于中国来讲,未来几年将迎来国产EDA工具发展的大机遇。

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与非网内容总监。电子科技行业媒体人,热衷于观察产业,沉湎于创新技术。好奇常驻,乐在其中。