半導體行業(yè)體現(xiàn)了從今天具有小特征的工藝到未來工藝節(jié)點的不懈進軍，未來工藝節(jié)點將涉及今天可能看起來很瘋狂的特征尺寸。再說一次，當 1980 年代的工作人員查看時，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)點可在芯片上實現(xiàn)更多晶體管；一直如此。所有類型的驗證工具（包括仿真）都需要不斷升級，以跟上測試最先進芯片所需的能力。

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)是別人的問題的驗證現(xiàn)在可能是你的問題，特別是模擬器必須加強支持新的驗證任務。

把它放在一起

改變的是計算平臺的獨立組件——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。不僅必須驗證所有塊，還必須驗證它們的交互。

您的典型 SoC 將一個或多個處理器與廣泛的支持 IP 塊集成在一起。鑒于我們現(xiàn)在擁有包括內存在內的完整計算引擎，最明顯的任務是在軟件在單個處理器上運行時驗證 SoC，甚至在多個處理器互操作時驗證。

如果沒有仿真或硬件輔助驗證，這種軟件驗證是完全不切實際的；使用仿真執(zhí)行軟件花費的時間太長。模擬以大約 1 Hz 的速度運行；簡單地引導 Linux 需要數(shù)百萬個周期。在 1 Hz 時，完成 100 萬個周期需要 11 天以上的時間——這意味著簡單地將系統(tǒng)引導到可以開始運行應用程序軟件的點可能需要數(shù)周時間——還有額外的數(shù)周時間來檢查軟件的其余部分。它只是不會發(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。由于當前對延長手持設備電池壽命的重視，以及對減少從墻上插頭中汲取電力的總體興趣，現(xiàn)在必須徹底審查電力。

兩個趨勢影響功率測試。首先是不同模式的擴散。例如，如果您正在為移動設備構建 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，應測試所有組合和排列，以確保沒有未檢測到的高功率角落案例。

電源測試的第二個方面涉及監(jiān)控軟件執(zhí)行時電源如何響應。必須測試廣泛的軟件場景，以確保關鍵功能不會意外耗盡電池的速度比預期的要快。

對于執(zhí)行在設計時可能未知的各種軟件的 SoC（如筆記本電腦和智能手機），較低級別的驅動程序和其他基礎設施軟件可能是您驗證的重點。但對于專用設備——尤其是那些用于物聯(lián)網(wǎng)的設備——您還需要查看在應用程序級別運行的專用軟件。只有仿真才能在硬件和軟件相結合的環(huán)境中實現(xiàn)這一點。

堆棧和驗證堆棧

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、留在軟件內還是在硬件和軟件層之間來回移動。

雖然我們已經(jīng)驗證了很長時間的通信，但安全性已經(jīng)從“我們應該在某個時候考慮一??下”提升到“我們必須擁有這個！” 對于大多數(shù)工程師來說，這是一個新領域，過去只是少數(shù)專家的領域。

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算密集型功能的低級 IP 可以在硬件中實現(xiàn)——或者，在性能和功率允許的情況下（但價格點不允許），這些相同的算法可以在軟件中運行。

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

不再是別人的問題

安全、通信、視頻處理、音頻處理——以及我們最先進的工藝支持的更多功能現(xiàn)在都集中在一個芯片上。其中每一個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。一個單一的驗證計劃不僅需要確保這些領域中的每一個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行。

隨著更先進的工藝節(jié)點的出現(xiàn)，很難預測您將專門對它們進行什么測試。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仿真器系列，即使在可預見的未來，也有能力帶您前進。

就晶體管數(shù)量和復雜性而言，先進工藝節(jié)點的設計尺寸正在迅速增加。因此，Veloce Strato 仿真平臺可擴展到 150 億門。這比當今大多數(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證任何可以想象的芯片。您可以簡單地知道您將被覆蓋 - 至少在接下來的幾年內，并且可能遠遠超出此范圍。

審核編輯：郭婷