半導(dǎo)體行業(yè)體現(xiàn)了從今天具有小特征的工藝到未來工藝節(jié)點(diǎn)的不懈進(jìn)軍，未來工藝節(jié)點(diǎn)將涉及今天可能看起來很瘋狂的特征尺寸。再說一次，當(dāng) 1980 年代的工作人員查看時(shí)，今天的功能可能看起來小得離譜。

具有更小功能的新工藝節(jié)點(diǎn)可在芯片上實(shí)現(xiàn)更多晶體管；一直如此。所有類型的驗(yàn)證工具（包括仿真）都需要不斷升級(jí)，以跟上測(cè)試最先進(jìn)芯片所需的能力。

但是隨著最新的發(fā)展，我們已經(jīng)越過了界限。它不再只是容量游戲：曾經(jīng)是別人的問題的驗(yàn)證現(xiàn)在可能是你的問題，特別是模擬器必須加強(qiáng)支持新的驗(yàn)證任務(wù)。

把它放在一起

改變的是計(jì)算平臺(tái)的獨(dú)立組件——過去駐留在不同芯片上的模塊——現(xiàn)在可以集成到廣泛的通用和專用片上系統(tǒng) （SoC） 中。不僅必須驗(yàn)證所有塊，還必須驗(yàn)證它們的交互。

您的典型 SoC 將一個(gè)或多個(gè)處理器與廣泛的支持 IP 塊集成在一起。鑒于我們現(xiàn)在擁有包括內(nèi)存在內(nèi)的完整計(jì)算引擎，最明顯的任務(wù)是在軟件在單個(gè)處理器上運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證 SoC，甚至在多個(gè)處理器互操作時(shí)驗(yàn)證。

如果沒有仿真或硬件輔助驗(yàn)證，這種軟件驗(yàn)證是完全不切實(shí)際的；使用仿真執(zhí)行軟件花費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng)。模擬以大約 1 Hz 的速度運(yùn)行；簡(jiǎn)單地引導(dǎo) Linux 需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)周期。在 1 Hz 時(shí)，完成 100 萬(wàn)個(gè)周期需要 11 天以上的時(shí)間——這意味著簡(jiǎn)單地將系統(tǒng)引導(dǎo)到可以開始運(yùn)行應(yīng)用程序軟件的點(diǎn)可能需要數(shù)周時(shí)間——還有額外的數(shù)周時(shí)間來檢查軟件的其余部分。它只是不會(huì)發(fā)生。

因此，仿真提供的第一件事是檢查軟件所需的速度。但這僅僅是開始。速度不得不為其他重要參數(shù)騰出空間——沒有比功率更重要的了。由于當(dāng)前對(duì)延長(zhǎng)手持設(shè)備電池壽命的重視，以及對(duì)減少?gòu)膲ι喜孱^中汲取電力的總體興趣，現(xiàn)在必須徹底審查電力。

兩個(gè)趨勢(shì)影響功率測(cè)試。首先是不同模式的擴(kuò)散。例如，如果您正在為移動(dòng)設(shè)備構(gòu)建 SoC，您將擁有檢查互聯(lián)網(wǎng)、觀看視頻、聽音樂、獲取行車路線、發(fā)送短信以及——哦，是的——打電話的模式。理想情況下，應(yīng)測(cè)試所有組合和排列，以確保沒有未檢測(cè)到的高功率角落案例。

電源測(cè)試的第二個(gè)方面涉及監(jiān)控軟件執(zhí)行時(shí)電源如何響應(yīng)。必須測(cè)試廣泛的軟件場(chǎng)景，以確保關(guān)鍵功能不會(huì)意外耗盡電池的速度比預(yù)期的要快。

對(duì)于執(zhí)行在設(shè)計(jì)時(shí)可能未知的各種軟件的 SoC（如筆記本電腦和智能手機(jī)），較低級(jí)別的驅(qū)動(dòng)程序和其他基礎(chǔ)設(shè)施軟件可能是您驗(yàn)證的重點(diǎn)。但對(duì)于專用設(shè)備——尤其是那些用于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備——您還需要查看在應(yīng)用程序級(jí)別運(yùn)行的專用軟件。只有仿真才能在硬件和軟件相結(jié)合的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

堆棧和驗(yàn)證堆棧

您的系統(tǒng)還可能包含各種支持通信和安全的堆棧。通信堆棧通常涉及硬件和軟件的組合。最低層被鑄造成晶體管，而上層則在軟件中實(shí)現(xiàn)。所有層都必須與其相鄰層交互，無論這意味著留在硬件內(nèi)、留在軟件內(nèi)還是在硬件和軟件層之間來回移動(dòng)。

雖然我們已經(jīng)驗(yàn)證了很長(zhǎng)時(shí)間的通信，但安全性已經(jīng)從“我們應(yīng)該在某個(gè)時(shí)候考慮一??下”提升到“我們必須擁有這個(gè)！” 對(duì)于大多數(shù)工程師來說，這是一個(gè)新領(lǐng)域，過去只是少數(shù)專家的領(lǐng)域。

安全可能也可能不涉及硬件和軟件的組合。用于加密和散列等計(jì)算密集型功能的低級(jí) IP 可以在硬件中實(shí)現(xiàn)——或者，在性能和功率允許的情況下（但價(jià)格點(diǎn)不允許），這些相同的算法可以在軟件中運(yùn)行。

安全堆棧與通信堆棧相交。如果您的通信設(shè)置涉及傳輸層安全 （TLS），那么您的通信堆棧的驗(yàn)證將必然包括一些安全驗(yàn)證。您需要確保身份驗(yàn)證正常工作，根據(jù)需要存儲(chǔ)和發(fā)送密鑰，并且加密（設(shè)置期間的密鑰和傳輸內(nèi)容）都使用仿真進(jìn)行了全面測(cè)試。

不再是別人的問題

安全、通信、視頻處理、音頻處理——以及我們最先進(jìn)的工藝支持的更多功能現(xiàn)在都集中在一個(gè)芯片上。其中每一個(gè)過去都由專家在他們自己的孤島中處理。不再; 您擁有它，即使您一路有專家的支持。一個(gè)單一的驗(yàn)證計(jì)劃不僅需要確保這些領(lǐng)域中的每一個(gè)都能正常工作并具有必要的性能和功率，而且更重要的是，這些功能之間的交互和切換能夠順利有效地進(jìn)行。

隨著更先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)，很難預(yù)測(cè)您將專門對(duì)它們進(jìn)行什么測(cè)試。但我們知道，它將涉及越來越多的晶體管和軟件代碼行。這意味著您需要一個(gè)仿真器系列，即使在可預(yù)見的未來，也有能力帶您前進(jìn)。

就晶體管數(shù)量和復(fù)雜性而言，先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)尺寸正在迅速增加。因此，Veloce Strato 仿真平臺(tái)可擴(kuò)展到 150 億門。這比當(dāng)今大多數(shù)人所能想象的容量要大得多，但是，即使在我們需要那么多門之前，它僅僅意味著你不必懷疑你是否能夠驗(yàn)證任何可以想象的芯片。您可以簡(jiǎn)單地知道您將被覆蓋 - 至少在接下來的幾年內(nèi)，并且可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出此范圍。

審核編輯：郭婷