硬件仿真器被稱之為EDA工具皇冠上的明珠，其地位十分重要。近日，國內(nèi)EDA廠商芯華章正式發(fā)布硬件仿真系統(tǒng)樺敏HuaEmu E1，是國內(nèi)首臺(tái)可滿足150億門以上芯片應(yīng)用系統(tǒng)的驗(yàn)證容量的產(chǎn)品。至此，芯華章搭建完整的全流程數(shù)字前端驗(yàn)證EDA工具平臺(tái)。

HuaEmu E1三大核心優(yōu)勢(shì)

樺敏HuaEmu E1基于自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)國內(nèi)驗(yàn)證技術(shù)突破，具備大規(guī)模可擴(kuò)展驗(yàn)證容量、自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)工具、全流程智能編譯、高速運(yùn)行性能以及強(qiáng)大的調(diào)試能力，從而極大助力軟硬件協(xié)同開發(fā)，提升系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新效率，賦能高性能計(jì)算、GPU、人工智能、智能駕駛、無線通信等各種應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)。在發(fā)布會(huì)上，芯華章研發(fā)副總裁顏體儼博士對(duì)樺敏HuaEmu E1的特性做了詳細(xì)解讀。



大容量

樺敏HuaEmu E1支持超過150億門級(jí)的容量，支持目前世界上最高階、最復(fù)雜的芯片。既能夠?qū)我恍酒?yàn)證，又能夠進(jìn)行幾個(gè)芯片的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證。另外，在驗(yàn)證芯片時(shí)，客戶可以利用E1的容量將周邊的環(huán)境直接在E1中實(shí)現(xiàn)，譬如可以用E1來提供足夠的存儲(chǔ)容量。

驗(yàn)證同一個(gè)芯片時(shí)，一個(gè)芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)會(huì)有很多位的芯片驗(yàn)證工程師，需要同時(shí)執(zhí)行許多的芯片測(cè)試，或者驗(yàn)證芯片中不同的模塊。E1可以同時(shí)支持最高128個(gè)用戶使用不同的資源，資源的顆粒度可以以2,000萬門為單位。基于relocation的能力，不同的使用者可以快速的切換，不需要重新編譯，直接移轉(zhuǎn)，這種高效率的使用，也可以支持以后芯華章EDA 2.0云原生的系統(tǒng)。

高性能

以Emulation的執(zhí)行速度來看，如果一個(gè)客戶只用到8000門的容量，E1最高的執(zhí)行速度可以達(dá)到10兆赫。如果客戶用從8,000萬門到3.2億門，E1最高可以跑到5兆赫，如果超過3.2億門，E1最高可以跑到一兆赫。

E1內(nèi)部有快速低延遲的連接，從前端到后端有非常高效的編譯流程，E1中對(duì)稱的互聯(lián)結(jié)構(gòu)，也使得后端的partition能夠更快速的完成。

調(diào)試能力

芯片驗(yàn)證過程最花時(shí)間的通常是定位問題并解決之，那么強(qiáng)大的調(diào)試能力對(duì)硬件仿真顯得非常重要。



E1能夠讓使用者讀取或看到波形，同時(shí)可以看到RTL SystemVerilog的里面所有的訊號(hào)，它可以取出無限深度的波形，還具有精準(zhǔn)的觸發(fā)功能。

E1能夠支持各種驗(yàn)證的方法。E1連接到物理上的真實(shí)場(chǎng)景，比如一個(gè)GPU用在電玩上時(shí)，可以把E1直接連到遙感，另一邊連到高清電視。當(dāng)芯片的RTL完成之后，即使還沒有做綜合布局布線，就可以馬上開始玩游戲。

又以虛擬主機(jī)混合仿真為例，驗(yàn)證手機(jī)上的APP或者PC的 devicedriver能否與芯片共同工作，需要依賴虛擬主機(jī)的功能，它可以模擬各種操作系統(tǒng)，測(cè)試軟件在不同操作系統(tǒng)下如何跟芯片共同工作。當(dāng)芯片驗(yàn)證的過程中，可以把一些資料寫在存儲(chǔ)上，當(dāng)驗(yàn)證完以后，把這個(gè)資料與標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)相比較。既可以讀取任何信號(hào)，也可以調(diào)配數(shù)值和驗(yàn)證環(huán)境，模擬各種狀況。此外，如果物理模型不方便建構(gòu)，同時(shí)有C++模型所制造的虛擬仿真環(huán)境，E1能夠提供高速與主機(jī)互聯(lián)的通道來進(jìn)行驗(yàn)證。

對(duì)于有波形產(chǎn)生的功能，顏體儼談到波形產(chǎn)生要滿足幾個(gè)條件，第一個(gè)全信號(hào)可見，第二個(gè)要有足夠的深度、足夠長的波形時(shí)間。第三個(gè)要高效運(yùn)行，不把執(zhí)行速度減低太多。第四個(gè)要減低資源的消耗。E1有很多功能，經(jīng)過靈活的搭配使用，可以滿足以上各種的要求，并且隨著觸發(fā)的功能共同使用，可以在運(yùn)行之間隨時(shí)換擋，先高速運(yùn)行到某一種條件之下，再慢下來捕捉更多的波形信號(hào)，接著再全速前進(jìn)。

E1還能夠提供遠(yuǎn)程控制功能，E1的風(fēng)扇散熱可以根據(jù)溫度的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，自動(dòng)監(jiān)測(cè)電壓溫度等等環(huán)境。

進(jìn)一步來說，樺敏HuaEmu E1由研發(fā)團(tuán)隊(duì)從頭設(shè)計(jì)，與芯華章其他的驗(yàn)證產(chǎn)品比如GalaxSim、GalaxFV、FusionDebug使用相容的數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生的波形使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通過FusionDebug可以觀看波形，并分析E1跑出來的結(jié)果。

芯華章首席技術(shù)官傅勇認(rèn)為：“HuaEmu E1的發(fā)布，標(biāo)志芯華章徹底搭建了完整的全流程數(shù)字驗(yàn)證平臺(tái)，能夠支持超大容量芯片設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證，并有能力進(jìn)行深度調(diào)試。基于芯華章智V驗(yàn)證平臺(tái)提供的統(tǒng)一底層框架、統(tǒng)一覆蓋率數(shù)據(jù)庫和調(diào)試系統(tǒng)，我們圍繞HuaEmu E1的大容量、高性能與強(qiáng)大調(diào)試能力，針對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新，如智能網(wǎng)聯(lián)汽車、高性能計(jì)算中心、大算力芯片和系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)等，打造了豐富、高效的定制化系統(tǒng)級(jí)敏捷驗(yàn)證技術(shù)解決方案，可以幫助用戶大大提高驗(yàn)證效率，降低研發(fā)成本的同時(shí)，極大提高產(chǎn)品的創(chuàng)新效率。”

目前，HuaEmu E1已交付多家國內(nèi)頭部芯片設(shè)計(jì)和系統(tǒng)級(jí)用戶使用，獲得實(shí)際項(xiàng)目部署。

不斷完善驗(yàn)證產(chǎn)品線，助力國產(chǎn)EDA發(fā)展

芯華章資深產(chǎn)品和業(yè)務(wù)規(guī)劃總監(jiān)楊曄表示，E1產(chǎn)品的發(fā)布意味著芯華章已經(jīng)正式進(jìn)入硬件仿真器市場(chǎng)，硬件仿真器要做成芯華章一個(gè)拳頭產(chǎn)品，能獲得用戶的認(rèn)可，并繼續(xù)擴(kuò)張產(chǎn)品方案，逐步地去對(duì)標(biāo)產(chǎn)品線更加完整的國際大廠。

面對(duì)當(dāng)前全球半導(dǎo)體的發(fā)展形勢(shì)，芯華章首席市場(chǎng)戰(zhàn)略官謝仲輝表示，盡管全球半導(dǎo)體發(fā)展受到多重因素的影響，但哪怕是Synopsys、Cadence等公司在過去多年芯片產(chǎn)業(yè)的起起伏伏中，仍然保持著比較好的業(yè)績。畢竟越是低迷不景氣的時(shí)候，越需要?jiǎng)?chuàng)造新的產(chǎn)品刺激增長。算力芯片就是當(dāng)前關(guān)注度最高的領(lǐng)域之一。



楊曄補(bǔ)充道，以GPU來看，英偉達(dá)主流GPU已經(jīng)達(dá)到100多億門的規(guī)模，就必須要有高性能的硬件仿真器。并且主機(jī)與GPU放在一個(gè)系統(tǒng)里去仿真就需要驗(yàn)證方案的支持。這不僅是一臺(tái)硬件，而是仿真客戶的整個(gè)系統(tǒng)。因此，算力芯片的設(shè)計(jì)更加需要硬件仿真器的助力。

EDA技術(shù)發(fā)展也在與時(shí)俱進(jìn)，芯華章提出EDA2.0時(shí)代降低EDA工具使用門檻，讓芯片設(shè)計(jì)更普惠。對(duì)此，謝仲輝談到，芯華章研究院正在做一些課題，例如將人工智能導(dǎo)入形式驗(yàn)證，用大語言模型或直接用母語轉(zhuǎn)成systemverilog 語言驅(qū)動(dòng)EDA工具，又或者利用AI以數(shù)據(jù)而不只是看波形來進(jìn)行調(diào)試，還有EDA支持原生云以此靈活提供新的業(yè)務(wù)模式等等。

據(jù)了解，芯華章主要布局在數(shù)字前端驗(yàn)證，目前也有部分的工具已經(jīng)涉及到后端，逐漸拓展產(chǎn)品線，形成更強(qiáng)的系統(tǒng)能力。對(duì)于國產(chǎn)EDA企業(yè)間的合作也秉持開放態(tài)度，謝仲輝表示芯華章主要做數(shù)字驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)規(guī)模在500多人，華大九天也有六七百人的規(guī)模，國內(nèi)EDA企業(yè)在各自領(lǐng)域做專做深，再以接口開放標(biāo)準(zhǔn)做融合，流程打通，能發(fā)揮國產(chǎn)EDA企業(yè)的合力。關(guān)于國產(chǎn)FPGA的合作，謝仲輝也表示大容量高性能FPGA有助EDA硬件性能更優(yōu)，最終賦能編譯器和軟件。我們也非常關(guān)心國產(chǎn)FPGA的進(jìn)度，積極推動(dòng)合作。