電子發燒友網報道（文/吳子鵬）在大型芯片設計過程中，驗證被認為是整體流程中最復雜、最耗時的環節之一。有數據顯示，目前功能驗證約占整個芯片開發過程投入的60%-70%，是芯片項目能否成功落地的關鍵。

隨著芯片規模越來越大，復雜度日益提升，芯片驗證對于平臺的要求也越來越高。為了幫助芯片設計和驗證工程師更好地應對這一挑戰，西門子數字化工業軟件推出Veloce CS硬件輔助驗證和確認系統。

西門子EDA硬件輔助驗證產品管理高級總監Vijay Chobisa表示，西門子EDA是目前行業內唯一擁有三個硬件系統平臺的公司，Veloce CS系統包含三款新產品：

·用于硬件加速仿真的Veloce Strato CS硬件
·用于企業原型驗證的Veloce Primo CS硬件
·用于軟件原型驗證的Veloce proFPGA CS硬件

Veloce CS系統背后兩大關鍵芯片

相較于上一代Veloce Strato系統以及Veloce proFPGA，Veloce CS系統在三大關鍵環節上都帶來了數倍的性能提升。Vijay Chobisa指出，Veloce CS系統背后的技術支撐來自兩大行業領先的芯片——專為高性能硬件仿真加速的CrystalX和VP1902自適應SoC。

Veloce Strato CS硬件搭載的CrystalX芯片是西門子全新推出的、專為硬件仿真加速而設計的一款芯片。CrystalX芯片提供快速、可預測的編譯能力，幫助用戶實現最快的設計啟動和迭代；CrystalX芯片自帶原生調試功能，能夠讓搭載這顆芯片的系統實現最佳調試效率；CrystalX芯片具有優化的連接性，幫助相關設備實現超大容量的可擴展性和高性能。

Vijay Chobisa介紹稱，CrystalX芯片基于2.5D堆疊和7nm工藝打造，帶來了更快的速度、更好的調試性能和更好的互連特性。

VP1902自適應SoC則是AMD最新推出的FPGA產品，在密度、容量和處理速度方面帶來了巨大的提升。AMD全球院士Alex Starr表示，AMD 一直與西門子密切合作，將AMD Versal Premium VP1902納入Veloce Primo CS和Veloce proFPGA CS系統，提高了整體的性能和可擴展性。

雖然Veloce CS系統內三大設備基于不同的芯片打造，不過彼此之間在系統層面具有絕佳的一致性。“Veloce Strato系統在硬件架構、硬件模塊化和硬件組成等方面，除了核心芯片有所差異，其他都是一樣的。Veloce Strato CS和Veloce Primo CS可在相同的操作系統上運行，并能在不同平臺之間無縫移動，顯著加快啟動、設置、調試和工作負載執行的速度。”Vijay Chobisa說。

Veloce CS系統的高性能/可擴展性

綜上所述，Veloce CS系統融合了硬件加速仿真、企業原型驗證和軟件原型驗證，并在各個環節上都帶了數倍的性能提升。如下圖所示，Veloce CS系統推出的目的是讓芯片設計工程師、芯片驗證工程師、軟件驗證工程師等相關人員能夠在正確的時間使用正確的工具。



Veloce CS系統首先在單機性能上帶來了巨大的提升。作為新一代硬件仿真加速器平臺，Veloce Strato CS相較于Veloce Strato+，帶來了4倍的系統容量提升，5倍的性能提升和5倍的調試效率提升；作為新一代企業原型驗證平臺，Veloce Primo CS相較于Veloce Primo，帶來了4倍的容量提升，5倍的性能提升和50倍的調試效率提升；作為新一代軟件開發用原型驗證平臺，Veloce proFPGA CS相較于Veloce proFPGA，帶來了2倍的容量提升，2倍的性能提升和50倍的調試效率提升。

除了性能提升之外，在可擴展性和系統構建上，Veloce CS系統同樣表現出色。Vijay Chobisa談到，無論是Veloce Strato CS、Veloce Primo CS，還是Veloce proFPGA CS均采用刀片架構。其中，Veloce Strato CS支持1-256個刀片模塊，支持能力從4000萬門電路擴展到超過400億門電路，帶來更快速高效的聯合仿真調試的Co-model通性能力；Veloce Primo CS同樣可從4000萬門電路擴展到超過400億門電路；Veloce proFPGA CS則支持從單個FPGA桌面板到多刀片機架系統，每個機架可支持高達40億門的設計容量，過程中所有FPGA I/O用戶均可訪問，保證了方案具有高度的靈活性。

Veloce Strato CS的可擴展性


Veloce Primo CS的可擴展性


Veloce proFPGA CS的可擴展性

如上所述，Veloce Strato CS和Veloce Primo CS之間具有高度一致性，兩者結合可以提供完整統一的硬件/軟件開發和驗證平臺。兩者之間運行相同的編譯和運行/控制軟件，允許用戶在硬件加速和企業級原型驗證當中自由切換，Veloce Strato CS和Veloce Primo CS雙機運行可提高6-10倍生產力效益。

針對用于軟件原型驗證的Veloce proFPGA CS硬件，西門子EDA還提供用于軟件原型驗證的Veloce操作系統（VPS），幫助加速設計的bring up。VPS是一套高效的生產力工具，提供高效編譯的能力，用戶無需手動修改RTL；支持自動化的多FPGA分割；提供時序驅動的性能優化和先進的實時調試能力。

VPS系統框圖

刀片式架構、高度可擴展性以及出色的能耗表現讓Veloce CS系統能夠幫助用戶實現最佳TCO。Vijay Chobisa指出，Veloce CS系統符合數據中心要求的占地面積、承重和功率，能夠和現代數據中心兼容，與此同時，Veloce CS系統能夠帶來2倍的密度提升；Veloce CS系統無需水冷，普通風冷即可，功耗表現約為~10kW/10億門，讓系統整體功耗降低2倍；Veloce CS系統能夠大幅提升研發團隊的效率，多用戶、異構的工作負載可在不同的平臺上全天候同步運行，帶來5-15倍的效率提升。最后要特別提到的是，Veloce CS系統可與AMD EPYC HP DL385g11服務器同步運行。

在產品供應方面，Veloce Strato CS系統現可供選定合作客戶使用，其三個硬件平臺計劃于2024年夏季全面上市。Veloce CS系統同時計劃實現全面的云上部署。

結語

當前，面向大型芯片設計，誰能在芯片驗證方面帶來效率提升，就非常有機會在一眾方案中脫穎而出。西門子EDA最新推出的Veloce CS系統在效率、資源可見性、互連和能效方面都有非常強的競爭力，刀片式架構更是順應了未來發展的大趨勢。這些優勢綜合在一起，Veloce CS系統有望大幅縮短驗證工作的周期。