对于大型SoC的系统级验证而言,FPGA原型板是高性价比的快速验证平台。思源科技股份有限公司(SpringSoft)资深处长茅华指出:“当需要对大型SoC做软硬件协同验证时,你可以选择服务器或工作站平台进行模拟验证,但这种方式的缺点是太慢。你也可选择购买商业级仿真器进行协同验证,但这种方式的缺点是太贵。对大多数用户而言,最理想的高性价比验证平台就是FPGA原型板。
原型板尽管由于速度快和成本低廉,已被广泛运用来验证关键SoC设计模块或整套系统是否正确运作。不过,FPGA原型板向来设置不易,且缺乏设计能见度,因此在研发过程中,FPGA板配置工作经常延误,或局限于使用在开发阶段的后期。
此外,市场上现有的FPGA原型板调试解决方案不能满足设计比较复杂的SoC调试需要。例如,茅华说:“为了调试其大型FPGA,Xilinx推出了一款名为ChipScope的调试工具,但它只能用于调试比较简单的设计,原因在于这款工具利用FPGA内部一部分存储器资源来存储内部验证信息,随着当今客户设计占据的FPGA空间越来越大,FPGA内部已不可能拿出足够多的存储器资源来存储足够多的验证信息。
为了解决当前FPGA原型板调试市场上存在的这一问题,SpringSoft最近发布了一款新工具ProtoLinkProbeVisualizer,这款产品可以将FPGA中SoC设计的数千个信号储存几百万个频率周期,从而能够大幅提升实时设计能见度。此外,ProtoLinkProbeVisualizer还可以搭配领先业界的VerdiHDL侦错平台,这不仅能够缩短预制或定制设计原型板的验证时间,而且还能够提高FPGA原型板的投资回报率而将其运用在系统级芯片(SoC)设计的早期检验阶段。
高管引言
茅华指出:“对SoC客户而言,ProtoLinkProbeVisualizer一个很大的优势就是允许他们在FPGA原型板上进行早期调试。在传统的FPGA原型板调试流程中,客户不仅只能看到有限频率周期内的十几个信号,而且每发出一个ECO到RTL设计中去增加检测信号或做其它修改时,周转时间需要一天,迫使客户只能在SoC设计后期才能做FPGA原型板验证。而有了ProbeVisualizer工具之后,客户不仅可同时在几百万个频率周期上看1千个信号,而且可将信号的RTL级与门级对应起来,这使得一个ECO所需的周转时间只需半小时就够了,从而允许客户在SoC设计早期就可进行FPGA原型板验证,大大加快SoC设计周期。
ProtoLinkProbeVisualizer能够通过迅速的探针ECO(probeECO)流程,轻松地新增/改变信号,同时运用SpringSoft的Verdi自动化侦错系统,加速RTL级的设计侦错操作,解决了上述窘境。
“随着FPGA的容量与效能益趋庞大且出色,越来越多的企业转用FPGA原型方法进行系统层验证工作。然而,设计复杂性与侦错能力仍是妨碍原型配置的关键因素。SpringSoft验证技术与产品事业群副总经理许有进博士表示:“ProtoLinkProbeVisualizer减轻原型研发人员与SoC团队沉重的验证负担。这款产品使用以软件为基础的直觉式方法,达到高水平的设计能见度;从早期RTL设计时间到最后的设计实现阶段,协助您更轻松地进行原型板侦错工作。
台湾工业技术研究院资通所吴文庆组长表示:“考虑到多核处理器SoC设计的复杂性,由于设计能见度不佳、侦错周期冗长且需要不断地重复工作才能够变更探测信号(probe),成本所费不赀,因此采用传统FPGA原型板侦错流程是不符实际的作法。ProtoLinkProbe让我们能够运用更灵活的FPGA验证方法,并且在原型板上使用Verdi调试程序。初步成果让我们信心大增,期待能够将这种实时能见度以及更迅速的侦错优势,运用在更多系统原型上。
能见度更高、侦错更迅速
ProbeVisualizer协助用户增加探测信号的数量,从数十个增加至数千个,能储存探测信号数据长达数百万的频率周期,并且只需几分钟时间即可新增或变更探测信号,不需要重复进行冗长的设置流程。您也可依据需求配置SpringSoft的Siloti能见度自动增强系统,决定需要观测的最小信号组数量,达到最佳的设计能见度。探测信号数据会储存并上传至SpringSoft的FastSignalDatabase(FSDB)中,供侦错工作使用。
ProbeVisualizer与SpringSoftVerdiHDL侦错平台密切整合,只需一次设计编译操作,即可使用Verdi系统的进阶具体化与自动追踪功能。工程师可以跨多个FPGA检视波形,进而分析设计行为,并且在他们最熟悉的RTL代码环境中找出错误的原因;与传统方法相比较,侦错时间大幅缩短一半。在需要时,只要由Verdi环境将额外的探测信号拖曳至ProbeVisualizer即可快速看到结果。由于可使用ProbeVisualizer通过整合式版本管理系统来追踪探测ECO,因此在侦错过程中,也能够依照需求迅速追溯至特定的版本。
功能齐备,操作便捷
ProbeVisualizer可在一般工程工作站上执行,其中整合了软件、硬件以及特定IP,来执行FPGA设置操作、探测信号调校与接口工作。软件能够将预先分块(partition)的FPGA设置流程自动化,并且在每一个FPGA内植入小型softIP区块,以萃取预先选定的探测信号。而硬件接口套件提供一切工作所需,将执行ProbeVisualizer软件的工作站链接至原型板。其中包括定制的ProtoLink适配卡,可连结至FPGA原型板上常见的J连接器或Mict连接器;以及将适配卡链接至工作站的高速光纤信道。适配卡具备内建探测信号内存(ProbeMemory),可储存所有探测数据,绝不占用FPGA资源。