在大規(guī)模設計方面，圖形芯片一直獨占鰲頭，如今，以太網交換機及路由芯片所占權重越來越大，其規(guī)模已達到或多于5億邏輯門設計。

網絡芯片的復雜性源于一系列特性，例如大量的端口數目，大吞吐率，低延遲以及增強的安全性，以確保減少同時傳輸多個數據包時的網絡故障和沖突。

以最新的以太網交換機 SoC 設計的驗證計劃為例，該設計包含 128 端口和 1/10/40/100/120Gbps可用帶寬。項目團隊決定放棄傳統(tǒng)的、應用廣泛的HDL仿真器。

設計規(guī)模達到數億門，使用仿真器大約需要 5 個小時的編譯時間。更糟糕的是，在仿真中對設計進行配置還需要額外的18個小時。僅一個數據包的仿真時間就要 2 個小時。按照這個速度，數百臺PC仿真陣列每天仿真最大的吞吐量為1000個數據包，難以滿足現(xiàn)實時間中調試所需要的數百萬個數據包的需要。

因此，團隊轉而采用虛擬模式下的硬件加速器，這是一種新的應用模式，可以在類似數據中心的場景中有效方便地處理多個用戶請求。在虛擬方法下，用于與DUT交互的物理目標系統(tǒng)（產生和處理DUT所需的數據）被功能類似于軟件測試環(huán)境所代替。在相同速度下，可以實現(xiàn)與電路仿真環(huán)境（ICE）相同的操作。這種方法稱為“以太網 VirtuaLAB”，是 Mentor Graphics 的新產品。閱讀新聞稿：?id=294

應該指出的是，虛擬方法是硬件加速仿真的下一階段，一項擺脫長期使用的 ICE 模式的方法，是一種測試真實設計的方法。仿真過程中的隨機使 ICE 模式的測試環(huán)境難以預測。Bug往往會在不同的時間點出現(xiàn)，甚至根本不在后續(xù)仿真中出現(xiàn)。但是，與 ICE 模式不同，通過重復地仿真某個場景，虛擬模式可以快速地定位Bug出現(xiàn)的地方。

雖然 ICE 項目團隊的服務較為完善，但它的時代正在悄然離去。ICE 配置需要對每個端口使用一個以太網測試儀。由于測試儀和 DUT 之間的速度范圍存在差異，因此不能直接連接，需要在兩者之間插入速率適配器。

對于這種有 128 個端口的特殊設計，ICE 需要設置 128 個以太網測試儀和 128 個以太網速度適配器，以及大量連接線纜。這樣既增加了初期安裝費用又增加了驗證計劃的不完備的風險。

在 VirtuaLAB 中，以太網測試儀被模型化到軟件中，該軟件被安裝到與硬件加速器相連的Linux服務器上面?；诮涍^生產實踐檢驗的IP，模型可以精準地代替實際物理的測試儀。這種虛擬測試儀包括以太網數據包生成器和監(jiān)視器 (EPGM)，可生成、傳輸并監(jiān)控 DUT 的以太網數據包。它還可以為 1G、10G、40G/100G 和 120G 分別配置 GMII、XGMII、XLGMII/CGMII 和 CXGMII 接口。軟件可對流量進行離線分析，提供統(tǒng)計數據，并支持其他功能。虛擬測試儀和 DUT 之間的接口包括一個 SystemVerilog 接口實例，它一邊負責與虛擬以太網 xRTL（可擴展的寄存器傳輸級）事務處理器通信，該處理器與連接到 DUT 的 Null-PHY 相連。另外一邊與DUT相連。任意 xMII 支持類型的端口需要一個 xRTL 事務處理器。

系統(tǒng)可為每個工作站提供 64 GMII、XGMII、XLGMII/CGMII 和 CXGMII 端口。多個工作站的多個 EPGM 可以捆綁在一起，從而支持大端口計數配置?？梢圆捎酶咚冁溌?(HSL) 卡將各個工作站的Co-Model連接到硬件加速器中，用以實現(xiàn)最佳性能、最大容量或者兩者皆備的系統(tǒng)。

在案例分析中，硬件加速器的編譯時間增加了兩倍。更重要的是，硬件加速器配置設計的時間僅需 10 分鐘，處理 1 個數據包所需的時間還不到 1 秒鐘。重新配置設計的速度快了 100 倍，數據處理速度快近 10,000 倍。在一天之內，硬件加速器可以對 128 個以上的端口處理 1,100 萬以上的數據包，從而在合理的時間期限內跟蹤錯誤。

網絡芯片設計公司逐漸依賴硬件加速器解決驗證任務，尤其是現(xiàn)在，硬件加速器可用于支持在類似數據中心的配置下的網絡域。