中国芯片设计云技术白皮书

智能计算芯世界 2021-06-15 00:00


摩尔精英在发表的《芯片设计云计算白皮书1.0》中,初步探索了基于公有云的EDA计算平台的实现方案。随着进一步的探索和方案优化,在《芯片设计云技术白皮书2.0》中进行版本迭代,进一步升级EDA云计算的实现方案。在这一稿白皮书中,将基于Azure云平台,呈现包括弹性算力、安全方案、EDA设计生态云模型等。


白皮书下载:芯片设计云技术白皮书2.0



芯片设计云生态规划

对比于国外半导体发展轨迹来看,国外的半导体行业经过30多年发展,成就了一个个大公司,国外大公司的云计算之路的驱动力更多在于混合算力的需要,前面的案例中都显示了这一点。而国内的云计算之路的驱动力则更偏重于资源共享的需要。中国国内的芯片设计企业众多,规模小、阶段早,以云计算技术为基础,将IP资源和技术支持、PDK资源和技术支持、EDA资源和技术支持、IT基础架构资源和技术支持、CAD技术支持资源整合、标准化,打造生态型的设计云平台,极大地实现资源共享、技术共享、平台共享,加速中国半导体事业发展。


中国现在的半导体行业得天独厚,国内的半导体发展正处于一个“百舸争流千帆竞”的历史发展特定时期,充满机遇与挑战。当前芯片行业的特点,正由封闭模式转向半开放模式,市场投入以及政策支持,正加速中国当前出现越来越多的创业芯片公司,这些初创芯片公司都关注的是特定领域的芯片研发。在这样的大环境下,集大成的生态型设计云平台呼之欲出,以云平台的方式提供一个相对平等的环境,支持协作和共享,可以更灵活地帮助大量芯片公司共同发展。


根据对半导体行业的深入研究和调查,摩尔精英IT/CAD事业部对即将到来的国内半导体行业战略发展面临的云计算平台作出了战略规划,“拥抱云计算,打造适合中国国情的芯片设计云生态模型”。


设计生态云模型

统一云平台,集成五要素

以云计算为IT基础底层,整合行业核心资源,打造统一的芯片设计云平台,集成包括:IT基础架构层与技术服务、CAD管理与技术服务、EDA资源池与技术服务、IP资源池与技术服务、PDK资源池与技术服务等五大技术支持平台的整合型设计生态云平台。


设计、EDA、IP、PDK在云计算平台上可以各自成云,彼此安全隔离,数据共享可追溯,上传下载加密,形成安全高效的生态设计环境。


各自上云,永不落地

核心资源包括IP、PDK等,可以在云平台上,拥有各自供应商的私有云空间,数据对设计公司的开放与否,一方面依赖于传统合作协议与商务条约,另一方面依赖于云平台技术安全管控手段。不同角色的用户,例如IP供应商、晶圆厂、EDA公司,对各自的数据拥有完全的管理权限。重要数据在不同隔离区间进行传递,通过数据加密或指纹追踪技术,进行有效的安全监管,对核心数据资源的管控做到各自成云,永不落地。


云计算三层架构

基于云计算的IT架构包括IaaS层、PaaS层、SaaS层,分别管理物理层资源、物理资源敏捷运维、应用层资源以及应用层资源自助管理。



在设计生态云平台上,安全高效地整合了芯片设计开发所需的全部技术支撑,可以做到对众多芯片设计企业的平台化支持,帮助他们可以短时间内拥有更快更标准统一化的研发平台,从而帮助他们更为容易地加快芯片开发与迭代速度,为产品上市赢取时间。通过设计生态云统一化的平台,更多的IP、PDK和EDA资源可以快速汇集、并提供统一的技术支持窗口,这也能对国内EDA工具及IP的发展起到非常好的促进作用。



设计生态云技术架构详解

在前一章节中阐述的5个技术角色以及芯片设计公司,将在设计生态云上构成一个多租户的生态系统。相较于上一版白皮书的探讨,这次探讨的设计生态云从技术上呈现的主要特征为:


系统拓扑设计

一个多租户的云计算平台,需要以下六类角色的参与:



云计算基础架构层

云计算是在传统物理数据中心的基础上,通过虚拟化技术实现物理资源的多租户共享,从而提高资源的利用率。云计算基础设备服务即包括了计算,存储,网络三部分的服务。用户可以通过管理平台快速自助的获得所需要的计算能力。



基础设施服务(IaaS)是芯片设计云的基础,解决了各设计公司的计算资源峰值缺口问题。


从本地进入到云端,随着环境的变化,对使用者,维护者以及云供应商都提出来全新的要求与课题。从混合云上讲,大部分大型设计公司,都有原有的自建机房,这部分计算资源在一定时期内还承担着主要的计算任务,云上资源在开始两三年还是以算力补充为主。如何管理好云上资源,做好与本地计算资源的协同,如何结合云供应商的产品能力以及企业自身的要求,对IT管理人员提出了新的要求。同时值得注意的是平台服务部分,从短期来看,对芯片设计云没有直接的使用价值,但是从长期看,利用平台服务(PaaS)可以快速实现基于数据的先进应用,如基于历史数据的设计优化建议,更完整的安全闭环管理等。


设计云管理平台

对于设计公司使用的设计环境可以理解为各种设计资源的有效结合,例如:硬件资源(服务器,存储,网络),软件资源(EDA工具,版本管理工具),其他资源(IP,PDK)等。随着设计工艺的发展,设计环境变得更加复杂。如何快速搭建和高效管理设计环境成为了现在CAD服务最挑战的课题。


设计云管理平台(DCMP,Design Cloud Management Platform)就是针对芯片设计环境而设计的资源管理平台,按照资源的类型用不同的模块进行管理,实现各种生态云上自住和管理各种设计资源:


资源规划与实现——PaaS层

设计云管理平台的云资源管理(CMP)模块将会对接下面的IaaS层的各种资源,通过云管理接口来管理IaaS层的硬件资源。


CMP提供了对IaaS层各种资源的自助运维管理、资源监控和报警、日志管理以及利用AI技术提供智能化运维。通过CMP可以对平台上所有用户设计环境的基础架构进行标准化,降低环境管理的复杂度;并将运维中的重复工作通过脚本实现自助服务,把管理员从大量的重复劳动中解放出来;通过智能化运维能准确预测设计环境可能会碰到的问题,并在问题发生前采取相应的措施减少设计环境中断情况的发生。


同时,CMP还针对芯片设计行业的特点,提供计算集群管理功能、设计作业调度功能以及弹性算力管理功能等。



资源管理规划与实现——SaaS层

设计云管理平台的设计资源管理(DMP)模块将会针对平台2大类租户:资源供给方和资源使用方分别对除了云提供的IaaS层资源之外的设计资源进行管理和监控,例如:账号,项目,IP,PDK,EDA工具、设计流程和设计环境等。


资源供给方

在此平台上,资源供给方主要指:IP供应商,晶圆厂,EDA公司,CAD技术服务公司。这些公司可以提供芯片设计环节中所需的IP,PDK,EDA工具,设计流程等。DMP可以让资源供给方将这些资源上传到云上,并通过一定的授权流程完成资源授权给到云上的资源使用方--设计公司,并使得资源供给方按照线上定价策略获取收益。统一的设计云资源管理平台将这些资源供给方的资源极大化整合,充分共享、自由交易,加快促进IP、EDA的销售过程和技术支持过程,从而加快上下游的通畅。在云上,所有租户都各自成云,数据的传输可以借用云上的安全中技术以及加密和指纹技术保证上传资源的安全。


资源使用方

资源使用方主要指设计公司,设计公司通过DMP可以快速和容易地获取更多的设计资源,在芯片设计早期利用云上的所有资源进行比较(例如:不同IP供应商提供的相同功能的IP,相同功能的不同EDA工具等),选择满足产品设计要求的IP/PDK/EDA/设计流程的最优组合,从而使得设计成本最优并提高产品成功率。设计公司的环境中一般还可以细分为2种角色---管理员和普通用户:管理员将通过DMP提供的自助运维功能对设计环境中的各种资源(账号、项目、IP、PDK、EDA工具、设计流程和设计环境)进行申请和搭建,并进行日常运维。DMP通过脚本自动化的方式将传统的ITCAD工作迁移到了云端,并实现了可视化和智能化。普通用户通过DMP提供的远程登陆台直接接入云端设计环境,云端设计环境的架构遵循私有云的安全架构,对用户来说是透明的迁移,不会改变任何设计使用习惯。并且用户可以通过DMP可视化地查询环境中的资源使用情况、项目进度以及管理自己的账户信息和数据,从而提升用户的使用体验


平台安全方案

根据Gartner云安全评估报告显示,在安全能力评估中微软得到了13个High,拿下整体安全能力全球第一。评估维度包括基础设施安全,云治理和合规,网络安全,应用和容器安全,数据安全,日志和预警,应用和工作负载保护等7大模块24项能力。无论国内还是国外的设计公司,在上云的过程中还十分关注安全问题。从安全上讲,由于设计云中进行仿真的原代码对设计公司都是机密而又重要知识产权的内容,如何进行数据安全的保证以及使用者的权限管控就成为一个十分重要的问题。


云计算安全基础

设计环境迁入公有云不仅仅意味着基础设施物理位置的变化,相较于传统私有数据中心,在管理上与运维上也提出了极大的挑战变化。



首先是对于安全职责将由云供应商与客户共同承担,云使用方的IT需要将更多精力放在应用层之上的安全,包括信息数据安全,身份管理以及应用层面安全,而云供应商负责应用层以下的基础安全。使用方应当多利用云供应商应提供的基于云的安全监控工具与服务,同时为了方便管理与维护,应当使用云供应商或是自建的统一平台,集中展示设计云平台中的计算,存储以及网络各方面安全以及性能问题,以及设计并实施相关的安全策略。同时需要注意随着地区与行业法规的日益完善,合规性也成为平台安全的重要一环。使用方需要可以利用云供应商或是第三方工具对所使用平台及系统进行快速便捷的合规性评价,并对不合规可以提出改善性建议。


数据传输和指纹技术

数据传输管理

管理员可以通过 DMP 的数据传输管理功能对设计数据传输进行自助管理:实现创建、更改、删除数据传输通道,自助配置数据传输通道的安全策略。支持人工审核的数据传输方式,提供人工审核流程并在数据传输申请批准后自助进行数据传输。对所有数据传输操作进行监控和日志记录,满足安全审计的需求。



普通用户可以通过DMP的数据传输管理功能传输通道信息进行查询,并能通过人工审核提交数据传输申请。


指纹技术

指纹技术是对预先定义的非结构化数据文件或者结构化数据库进行扫描,在对扫描内容进行指定指纹算法计算,生成指纹存放在指纹库中。当系统中有数据传输时,会将传输数据按照同样的方式处理生成指纹,并与指纹库中指纹进行对比得到指纹相似度。


指纹生成

指纹生成是对预处理过的文本按照选定的文本细粒度,使用相应的文件指纹算法计算文件指纹。文件指纹算法是指纹系统中至关重要的一个环节,其性能的优劣直接影响指纹系统的好坏。目前常用的文件指纹算法有MD5、SHA-1、Rabinhash、Simhash、Minhash等。不同的算法有不同的用处,可以根据实际需要选择不同的算法。


指纹选取

合适的或优秀的指纹选取策略可以在获得的指纹数量相对较少的情况下,取得更准确的检测结果。指纹选取是文件指纹系统中另一个至关重要的环节,如果指纹选取的不当,会导致选取的指纹不能充分代表文件本身,最终直接导致文档相似度检测时出现很大偏差,影响文件相似度的计算结果。常用的指纹选取策略主要包括全指纹选取、半指纹选取、哈希断点法和最小哈希值法等。


指纹验证

指纹验证,即指纹相似度计算是文件指纹匹配系统的最后一步。相似度计算主要对待检验文件指纹和文件指纹库中的文件指纹进行比对,并计算文件指纹值之间的匹配程度(文件相似度)。计算相似度的时候,不但要返回文件指纹与文件指纹库对比的相似度值,还要返回最相似的文件和最相似文件的相似度,以方便用户对文件匹配结果进行检查。



白皮书下载:芯片设计云技术白皮书2.0

信创行业专题:突破核心技术,信创扬帆起航(2021)


2021年信创产业发展报告

相关下载:

2020信创发展研究报告

信创研究框架

信创产业系列专题(总篇)

2021年中国信创生态研究报告

中国信创产业发展白皮书(2021)

龙芯LoongArch指令集全集

信创研究专题框架

1、2020信创发展研究报告 

2、中国信创产业发展白皮书(2021) 

3、信创研究框架 

4、云计算行业:新基建和信创云计算进阶 

5、深度研究:云计算与信创产业持续快速发展 

6、深度:信创产业系列专题(总篇) 

7、计算机研究:信创和鲲鹏计算产业链


本号资料全部上传至知识星球,加入智能计算芯世界(知识星球)下载全部资料。





免责申明:本号聚焦相关技术分享,内容观点不代表本号立场,可追溯内容均注明来源,发布文章若存在版权等问题,请留言联系删除,谢谢。


电子书<服务器基础知识全解(终极版)>更新完毕,知识点深度讲解,提供182页完整版下载。

获取方式:点击“阅读原文”即可查看PPT可编辑版本和PDF阅读版本详情。



温馨提示:

请搜索“AI_Architect”或“扫码”关注公众号实时掌握深度技术分享,点击“阅读原文”获取更多原创技术干货。


智能计算芯世界 聚焦人工智能、芯片设计、异构计算、高性能计算等领域专业知识分享.
评论
  • 临近春节,各方社交及应酬也变得多起来了,甚至一月份就排满了各式约见。有的是关系好的专业朋友的周末“恳谈会”,基本是关于2025年经济预判的话题,以及如何稳定工作等话题;但更多的预约是来自几个客户老板及副总裁们的见面,他们为今年的经济预判与企业发展焦虑而来。在聊天过程中,我发现今年的聊天有个很有意思的“点”,挺多人尤其关心我到底是怎么成长成现在的多领域风格的,还能掌握一些经济趋势的分析能力,到底学过哪些专业、在企业管过哪些具体事情?单单就这个一个月内,我就重复了数次“为什么”,再辅以我上次写的:《
    牛言喵语 2025-01-22 17:10 469浏览
  •     IPC-2581是基于ODB++标准、结合PCB行业特点而指定的PCB加工文件规范。    IPC-2581旨在替代CAM350格式,成为PCB加工行业的新的工业规范。    有一些免费软件,可以查看(不可修改)IPC-2581数据文件。这些软件典型用途是工艺校核。    1. Vu2581        出品:Downstream     
    电子知识打边炉 2025-01-22 11:12 447浏览
  • 随着AI大模型训练和推理对计算能力的需求呈指数级增长,AI数据中心的网络带宽需求大幅提升,推动了高速光模块的发展。光模块作为数据中心和高性能计算系统中的关键器件,主要用于提供高速和大容量的数据传输服务。 光模块提升带宽的方法有两种:1)提高每个通道的比特速率,如直接提升波特率,或者保持波特率不变,使用复杂的调制解调方式(如PAM4);2)增加通道数,如提升并行光纤数量,或采用波分复用(CWDM、LWDM)。按照传输模式,光模块可分为并行和波分两种类型,其中并行方案主要应用在中短距传输场景中成本
    hycsystembella 2025-01-25 17:24 429浏览
  • 项目展示①正面、反面②左侧、右侧项目源码:https://mbb.eet-china.com/download/316656.html前言为什么想到要做这个小玩意呢,作为一个死宅,懒得看手机,但又想要抬头就能看见时间和天气信息,于是就做个这么个小东西,放在示波器上面正好(示波器外壳有个小槽,刚好可以卡住)功能主要有,获取国家气象局的天气信息,还有实时的温湿度,主控采用ESP32,所以后续还可以开放更多奇奇怪怪的功能,比如油价信息、股票信息之类的,反正能联网可操作性就大多了原理图、PCB、面板设计
    小恶魔owo 2025-01-25 22:09 561浏览
  • 现在为止,我们已经完成了Purple Pi OH主板的串口调试和部分配件的连接,接下来,让我们趁热打铁,完成剩余配件的连接!注:配件连接前请断开主板所有供电,避免敏感电路损坏!1.1 耳机接口主板有一路OTMP 标准四节耳机座J6,具备进行音频输出及录音功能,接入耳机后声音将优先从耳机输出,如下图所示:1.21.2 相机接口MIPI CSI 接口如上图所示,支持OV5648 和OV8858 摄像头模组。接入摄像头模组后,使用系统相机软件打开相机拍照和录像,如下图所示:1.3 以太网接口主板有一路
    Industio_触觉智能 2025-01-20 11:04 243浏览
  • 不让汽车专美于前,近年来哈雷(Harley-Davidson)和本田(Honda)等大型重型机车大厂的旗下车款皆已陆续配备车载娱乐系统与语音助理,在路上也有越来越多的普通机车车主开始使用安全帽麦克风,在骑车时透过蓝牙连线执行语音搜寻地点导航、音乐播放控制或免持拨打接听电话等各种「机车语音助理」功能。客户背景与面临的挑战以本次分享的客户个案为例,该客户是一个跨国车用语音软件供货商,过往是与车厂合作开发前装车机为主,且有着多年的「汽车语音助理」产品经验。由于客户这次是首度跨足「机车语音助理」产品,因
    百佳泰测试实验室 2025-01-24 17:00 189浏览
  • 2024年是很平淡的一年,能保住饭碗就是万幸了,公司业绩不好,跳槽又不敢跳,还有一个原因就是老板对我们这些员工还是很好的,碍于人情也不能在公司困难时去雪上加霜。在工作其间遇到的大问题没有,小问题还是有不少,这里就举一两个来说一下。第一个就是,先看下下面的这个封装,你能猜出它的引脚间距是多少吗?这种排线座比较常规的是0.6mm间距(即排线是0.3mm间距)的,而这个规格也是我们用得最多的,所以我们按惯性思维来看的话,就会认为这个座子就是0.6mm间距的,这样往往就不会去细看规格书了,所以这次的运气
    wuliangu 2025-01-21 00:15 782浏览
  • 高速先生成员--黄刚这不马上就要过年了嘛,高速先生就不打算给大家上难度了,整一篇简单但很实用的文章给大伙瞧瞧好了。相信这个标题一出来,尤其对于PCB设计工程师来说,心就立马凉了半截。他们辛辛苦苦进行PCB的过孔设计,高速先生居然说设计多大的过孔他们不关心!另外估计这时候就跳出很多“挑刺”的粉丝了哈,因为翻看很多以往的文章,高速先生都表达了过孔孔径对高速性能的影响是很大的哦!咋滴,今天居然说孔径不关心了?别,别急哈,听高速先生在这篇文章中娓娓道来。首先还是要对各位设计工程师的设计表示肯定,毕竟像我
    一博科技 2025-01-21 16:17 233浏览
  • 故障现象 一辆2007款日产天籁车,搭载VQ23发动机(气缸编号如图1所示,点火顺序为1-2-3-4-5-6),累计行驶里程约为21万km。车主反映,该车起步加速时偶尔抖动,且行驶中加速无力。 图1 VQ23发动机的气缸编号 故障诊断接车后试车,发动机怠速运转平稳,但只要换挡起步,稍微踩下一点加速踏板,就能感觉到车身明显抖动。用故障检测仪检测,发动机控制模块(ECM)无故障代码存储,且无失火数据流。用虹科Pico汽车示波器测量气缸1点火信号(COP点火信号)和曲轴位置传感器信
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-23 10:46 306浏览
  • 嘿,咱来聊聊RISC-V MCU技术哈。 这RISC-V MCU技术呢,简单来说就是基于一个叫RISC-V的指令集架构做出的微控制器技术。RISC-V这个啊,2010年的时候,是加州大学伯克利分校的研究团队弄出来的,目的就是想搞个新的、开放的指令集架构,能跟上现代计算的需要。到了2015年,专门成立了个RISC-V基金会,让这个架构更标准,也更好地推广开了。这几年啊,这个RISC-V的生态系统发展得可快了,好多公司和机构都加入了RISC-V International,还推出了不少RISC-V
    丙丁先生 2025-01-21 12:10 1212浏览
  • 书接上回:【2022年终总结】阳光总在风雨后,启航2023-面包板社区  https://mbb.eet-china.com/blog/468701-438244.html 总结2019,松山湖有个欧洲小镇-面包板社区  https://mbb.eet-china.com/blog/468701-413397.html        2025年该是总结下2024年的喜怒哀乐,有个好的开始,才能更好的面对2025年即将
    liweicheng 2025-01-24 23:18 329浏览
  • 数字隔离芯片是一种实现电气隔离功能的集成电路,在工业自动化、汽车电子、光伏储能与电力通信等领域的电气系统中发挥着至关重要的作用。其不仅可令高、低压系统之间相互独立,提高低压系统的抗干扰能力,同时还可确保高、低压系统之间的安全交互,使系统稳定工作,并避免操作者遭受来自高压系统的电击伤害。典型数字隔离芯片的简化原理图值得一提的是,数字隔离芯片历经多年发展,其应用范围已十分广泛,凡涉及到在高、低压系统之间进行信号传输的场景中基本都需要应用到此种芯片。那么,电气工程师在进行电路设计时到底该如何评估选择一
    华普微HOPERF 2025-01-20 16:50 183浏览
  • 飞凌嵌入式基于瑞芯微RK3562系列处理器打造的FET3562J-C全国产核心板,是一款专为工业自动化及消费类电子设备设计的产品,凭借其强大的功能和灵活性,自上市以来得到了各行业客户的广泛关注。本文将详细介绍如何启动并测试RK3562J处理器的MCU,通过实际操作步骤,帮助各位工程师朋友更好地了解这款芯片。1、RK3562J处理器概述RK3562J处理器采用了4*Cortex-A53@1.8GHz+Cortex-M0@200MHz架构。其中,4个Cortex-A53核心作为主要核心,负责处理复杂
    飞凌嵌入式 2025-01-24 11:21 280浏览
  •  万万没想到!科幻电影中的人形机器人,正在一步步走进我们人类的日常生活中来了。1月17日,乐聚将第100台全尺寸人形机器人交付北汽越野车,再次吹响了人形机器人疯狂进厂打工的号角。无独有尔,银河通用机器人作为一家成立不到两年时间的创业公司,在短短一年多时间内推出革命性的第一代产品Galbot G1,这是一款轮式、双臂、身体可折叠的人形机器人,得到了美团战投、经纬创投、IDG资本等众多投资方的认可。作为一家成立仅仅只有两年多时间的企业,智元机器人也把机器人从梦想带进了现实。2024年8月1
    刘旷 2025-01-21 11:15 975浏览
  • 前篇文章中『服务器散热效能不佳有解吗?』提到气冷式的服务器其散热效能对于系统稳定度是非常重要的关键因素,同时也说明了百佳泰对于散热效能能提供的协助与服务。本篇将为您延伸说明我们如何进行评估,同时也会举例在测试过程中发现的问题及改善后的数据。AI服务器的散热架构三大重点:GPU导风罩:尝试不同的GPU导风罩架构,用以集中服务器进风量,加强对GPU的降温效果。GPU托盘:改动GPU托盘架构,验证出风面积大小对GPU散热的影想程度。CPU导风罩:尝试封闭CPU导风罩间隙,集中风流,验证CPU降温效果。
    百佳泰测试实验室 2025-01-24 16:58 183浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦