SoC时代协同建模将取代在线仿真

对Broadcom公司宽带通信业务部高级工程技术总监Hooman Moshar来说，功能验证是他目前关心的头等大事。Moshar所在的部门现在大约有1,000位工程师，他们已经开发出一种以C/C++测试平台为核心的“协同建模”验证方法。Broadcom曾与Mentor Graphics公司合作开发一款支持该方法的加速器，不过他们没有公布其具体细节。同时，它还是Accellera组织标准协同仿真建模接口(SCE－MI)标准的有力支持者。由于被Broadcom公司这种独具特色的IC验证方法所吸引，近日EE Times的编辑葛立伟对Moshar进行了专访。

您所在的部门目前主要设计哪种类型的芯片？

我们设计的产品主要包括有线和卫星机顶盒接收器、有线和DSL调制解调器、HDTV等数字电视和消费类产品。我们的芯片集成度非常高，并且其中包含大量模拟电路。我们相信，Broadcom是首批采用65nm工艺的公司之一。我们日常设计的芯片一般在1千万到1亿门左右。

在功能验证上，您认为目前最大的挑战是什么？

我们所有的产品都有大量的人机模拟界面内容，包括视听、语音和电话等。我们拥有高级信号处理和通信算法，而且在芯片内会进行庞大的嵌入式处理任务，所以需要对软件层进行管理。

因为整个系统都在芯片上，因此这里不存在芯片的目标环境。而且，缺乏目标和缺乏建立测试平台的对象描述，使得芯片的功能验证异常困难。另外，我们也无法利用一些在线仿真环境提供的优点。除了上述挑战之外，由于我们的产品生命周期很短，而且被集成的IP经常变化，因此我们无法享受golden IP的待遇。而且随着项目的进展，每项任务都必须重新被验证。

您如何描述你们的验证方法？

在高级别时，我们的验证方法由面向对象的C/C++测试平台组成。这种测试平台完全基于事务处理，可以无缝连接到被测设备的硬件描述或软件描述。有个重要的特性就是系统测试平台是无时序的，它与仿真器或硬件加速器的交互方式也是无时序的，不过它百分之百的可控。这是我们已采用了十几年的基础架构。

我们可以把高级测试平台环境看作是现有Cadence Specman的功能扩展集。Specman可以用来在时钟层或事务层创建各种业务场景从而覆盖个别案例。我们的环境所处理的基本上是相同的事物，只不过是在更高的业务水平上。运行C/C++的高级仿真引擎可以完成所有的调度、业务生成、监视、时序确定、数据抽取以及错误分类。这是一个功能非常全面的环境。

您一直将这种方法称为协同建模，它与协同仿真相比怎么样？

协同仿真意味着软件仿真器在工作站上运行，用户可以通过可编程语言接口(PLI)，与正在与仿真器共同工作的设备或总线功能模型交换信息；协同建模则是另外一种运行方式，C/C++测试平台是受控制的，它通过一套定义明确并且带事务处理器的API，来与仿真器或硬件交换信息。

最近你们在硬件加速方面作了很大的投资，原因是什么？基于硬件的验证与之前相比有变化吗？

我们通常会计算使用商用仿真器的代价。如果使用Broadcom提供的所有服务器平台，那么我们每一款芯片的验证工作可能都要花几百年的时间才能完成。而且这样做不易于管理，我们需要完成无数的测试案例才能验证所有的业务。而这正是硬件加速的优势。

基于硬件的验证肯定与过去有所不同。过去，在线仿真一直是仿真器的主要用途，因此它只适用于特定产品，这些产品拥有平台，用户可将仿真器嵌入目标，而且其具有一套完整定义的接口。

对协同建模来说，加速确实是个新事物。在你没有目标、周期数目大，而且有可能必须对目前所有接口进行验证的情况下，借助加速能够起到事半功倍的效果。但过去的难点在于，EDA人员实际上不明白获得最佳途径的方法。

你们与Mentor Graphics公司的合作进展如何？

在1990年代中期我们就开始与Ikos公司合作，自从该公司被Mentor Graphics收购后，我们就同Mentor

Graphics合作开发下一代硬件。我们为最新的Mentor Graphics Veloce定义了许多要求。我们现在拥有内部开发的新型Veloce设备，目前正在使其联机。

我们相信协同建模的方法将提高芯片级仿真环境，预计20-30%(甚至更多)的软件仿真器将被替代。我们所有SoC层面的验证都是在没有任何仿真器的条件下完成的，它们通过C测试平台与硬件进行通信。

加速对模拟电路没有任何帮助，那么你们是如何验证SoC的模拟部分呢？

模拟模块通常都有Matlab或位精确模型。这种模型可以用来设计模块本身及与之交互的第一层数字模块。但在芯片级，模块测试平台对我们毫无用处。在芯片级我们需要设计抽象C模型来创建大量业务和系统中的个别案例。

嵌入式软件验证对你们来说是挑战吗？

这个问题问得很好。我们部门有1,000位工程师，而其中大约700位是系统和软件人员。我们开发的硬件平台产品不仅被用于硬件验证，也被软件开发人员用来较早地开发驱动程序。

你们使用形式验证吗？与Accellera合作的进展如何？

我们使用形式验证，但我不认为它会减少我们对仿真和加速的需求。形式验证有助于确保IP的质量，但它无法在SoC级发挥作用。我们还是必须验证需要覆盖的所有业务场景。

我们正在与Accellera委员会就SCE-MI2.0进行合作，该接口可以向模拟器和加速器提供标准建模接口，减轻设计团队遇到的许多易用性难题。我们可以隐藏内部的基础架构，使它看起来更像是RTL仿真环境。这正是我们要开发的下一代产品。

其它公司也在采用协同建模方法吗？

这是一种标准技术，其它一些公司也已开始使用这种技术。我相信协同建模最终将取代在线仿真。

Hooman Moshar : Broadcom公司宽带通信业务部高级工程技术总监

背景介绍：

出生：1960年生于伊朗

目前职位：Broadcom公司宽带通信业务部负责住宅宽带VLSI开发活动的高级工程技术总监

教育背景：1980年获得南加州大学电气工程学士；1981年获得南加州大学VSLI设计与通信科学电气工程硕士。

工作经历：1981年加入Xerox公司，设计和管理面向网络出版产品的ASIC开发工作；1994年加入Rockwell通信系统公司，开发基于PC的音频、传真引擎控制器和数字无绳电话芯片组；1997年加入Broadcom公司，扩大了有线调制解调器设计部门，同时负责管理Broadcom公司在加州Irvine的住宅宽带业务。

作者：葛立伟