proFPGA驗(yàn)證環(huán)境介紹

proFPGA是mentor的FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)，當(dāng)然mentor被西門子收購之后，現(xiàn)在叫西門子EDA。我們首先介紹一下原型平臺(tái)是做什么的，再跟現(xiàn)在市場(chǎng)占有率最高的HAPS原型平臺(tái)做個(gè)對(duì)比。

原型平臺(tái)是做什么的？

在ASIC設(shè)計(jì)完代碼后，會(huì)交付給DV驗(yàn)證的同事，也就是我們常說的EDA驗(yàn)證，在EDA驗(yàn)證完成后，會(huì)把大部分的bug都驗(yàn)出來，然后再交給原型驗(yàn)證Team，原型驗(yàn)證的同事會(huì)將ASIC設(shè)計(jì)的代碼Porting到硬件平臺(tái)，也就是FPGA上，這個(gè)過程中，有很多東西是需要替換的，比如memory、時(shí)鐘、PAD或者是PHY這些，因?yàn)檫@些都是底層的硬核，芯片廠商和FPGA廠商用的是不一樣的；當(dāng)然還有些代碼是因?yàn)樽孎PGA方便綜合，在保證功能相同的情況下進(jìn)行替換。

那既然FPGA上的代碼跟ASIC有差別，也就是說哪怕FPGA驗(yàn)證通過了，也不能保證ASIC的代碼是正確的，為什么還要用FPGA進(jìn)行驗(yàn)證呢？

首先，原型驗(yàn)證是跟EDA驗(yàn)證相輔相成的，大部分的功能其實(shí)都是EDA來驗(yàn)證的，F(xiàn)PGA上更多的是驗(yàn)證系統(tǒng)功能，比如在SOC的芯片上，軟件同事可以在FPGA原型平臺(tái)上直接使用軟件來完成各種功能和業(yè)務(wù)的驗(yàn)證，這些都是系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證是，是EDA驗(yàn)證很難覆蓋的。

其次，EDA驗(yàn)證總歸來說是軟件的驗(yàn)證，跑起來速度非常慢，而FPGA的速度是軟件仿真的百倍千倍，這樣軟件的同事可以提前將回片后需要跑的軟件開發(fā)并驗(yàn)證完。

市場(chǎng)上常用的原型平臺(tái)對(duì)比

Synopsys HAPS-100

目前市場(chǎng)占有率最高的還是Synopsy HAPS-100，從HAPS-70、HAPS-80再到HAPS-100，Synopsys 的原型平臺(tái)已經(jīng)越來越成熟，支持自動(dòng)Partition，還有些跟HAPS配套的成熟解決方案供客戶選擇。

國產(chǎn)平臺(tái)

雖然這幾年國產(chǎn)EDA工具和EDA平臺(tái)突飛猛進(jìn)，但我們還是要正視跟三大EDA廠商的差距，國內(nèi)的原型平臺(tái)有些不支持Partition，需要手動(dòng)進(jìn)行Partition，這樣調(diào)試難度較大，調(diào)試周期較長；當(dāng)然還有些平臺(tái)不穩(wěn)定的問題，即便像HAPS這種已經(jīng)存在多年的原型平臺(tái)，依然存在bug，在使用過程中會(huì)踩到很多坑。

西門子 proFPGA

作為3大EDA廠商之一的西門子，在原型平臺(tái)上也不落下風(fēng)，他們的開發(fā)能力自然毋庸置疑，經(jīng)過多年的打磨，proFPGA平臺(tái)在易用性和穩(wěn)定性上，已經(jīng)有了搶占HAPS市場(chǎng)的實(shí)力。

下面我們從幾個(gè)方面來對(duì)比下這兩個(gè)原型平臺(tái)：

易用性

HAPS的開發(fā)工具是protocompiler，ProFPGA的開發(fā)工具是VPS，兩個(gè)工具都支持自動(dòng)Partition，我們只需要合理的將模塊劃分的指令傳給工具即可；

HAPS其實(shí)更像FPGA的開發(fā)，無論是使用方法還是調(diào)試手段、調(diào)試界面，基本都跟我們平時(shí)用Vivado差不太多；proFPGA由于是后起之秀，加了很多更加實(shí)用的功能，比如支持各種Virtual Model，比如UFS Model、DDR Model，這一點(diǎn)proFPGA略勝一籌。

穩(wěn)定性

二者的穩(wěn)定性也相差不大，都是EDA龍頭歷時(shí)多年開發(fā)的產(chǎn)品，穩(wěn)定性還是可以肯定的，二者可謂旗鼓相當(dāng)。

可擴(kuò)展性

HAPS和proFPGA上都留有插扣板的位置，可以插各種外設(shè)接口，比如我們需要調(diào)USB/PCIe這種高速外設(shè)或者UART/SPI這種低速外設(shè)，都可以通過這種扣板連接到FPGA，這方面兩個(gè)產(chǎn)品也是旗鼓相當(dāng)。

但HAPS的4個(gè)VU19P都是做在HAPS內(nèi)部，無法更換的，而proFPGA的FPGA也是以扣板的形式跟底板連接，因此FPGA板也是可換的，不僅FPGA數(shù)量可換，F(xiàn)PGA支持的型號(hào)也不僅僅是VU19P，可以是Intel的Stratix 10 GX，還可以是AMD的MPSoc，更加的靈活。

因此在可擴(kuò)展性方面依然是proFPGA略勝一籌。

調(diào)試

我們前面講過，HAPS更像原生的FPGA開發(fā)，debug手段也非常類似。

而proFPGA除了通過probe抓信號(hào)，還可以在FPGA運(yùn)行過程中，在terminal中將DUT中的某個(gè)信號(hào)force成某個(gè)值，比如我們想看某個(gè)信號(hào)是0和1是的功能，那無需要重新綜合，直接在terminal中輸入指令即可，給調(diào)試帶來了很大的便捷性。

同時(shí)proFPGA還支持全波形dump功能，這對(duì)于很多IP的開發(fā)調(diào)試很有幫助，它可以像我們EDA仿真時(shí)將FPGA中的所有信號(hào)都dump下來，當(dāng)然此時(shí)時(shí)鐘比較慢，但這的確是一個(gè)非常好用的調(diào)試手段。

對(duì)于memory，proFPGA還支持backdoor訪問，對(duì)于需要驗(yàn)證memory邏輯的功能非常實(shí)用。

proFPGA只支持通過網(wǎng)絡(luò)或者PCIe來現(xiàn)在bit和debug，這對(duì)于平臺(tái)的調(diào)試和管理非常友好。

在這調(diào)試方面，proFPGA優(yōu)勢(shì)很大。

價(jià)格

HAPS因?yàn)榇嬖跁r(shí)間很久了，口碑也一直不錯(cuò)，所以價(jià)格既然很高。而proFPGA作為后起之秀，在各方面都不落下風(fēng)的前提下，價(jià)格相對(duì)HAPS來說有很大優(yōu)勢(shì)。

總的來說，目前HAPS依舊是原型平臺(tái)的絕對(duì)龍頭，但依然無法阻擋proFPGA的強(qiáng)勢(shì)勁頭。

審核編輯：劉清