加速ASIC原型驗證，Synopsys的HAPS-80提供高達100MHz性能

        原型驗證的挑戰

　　現在做產品時，人們不僅關注ASIC本身，對軟件平臺更關注。因此設計送到Fab(芯片廠)生產之前，要做一些早期的原型認證。無論是ASIC設計者還是原型認證平臺的開發者，現在關注兩方面。

圖：HAPS硬件和ProtoCompiler軟件

　　首先是性能，最終產品可能要跑到GHz的頻率，而且很多客戶的項目時間越來越短，有些只有1年或6個月時間。在原型認證平臺方面，人們期待高性能的軟件開發，而目前市場上只是幾十M、上百M赫茲的產品。

　　另外，產品要接近最終產品的真實性，所以現在從原型驗證的需求上看，無論是軟件工具還是硬件設備，市場上的產品組合很多也很復雜，所以如何選擇也很重要。

圖：市面上的物理原型產品組合多且復雜

　　Synopsys 資深產品市場經理Neil Songcuan先生稱，Synopsys可以提供一站式的解決方案，不僅可以避免各種不確定性，而且集成化的HAPS硬件和ProtoCompiler軟件將首款原型的完成時間縮短為不到2周。

　　HAPS-80優勢分析

　　· 基于FPGA的HAPS-80原型系統結合ProtoCompiler軟件，提供高達100MHz的多FPGA性能，以及全新的、自動化的引腳高速時分復用;

　　· ProtoCompiler軟件專用于HAPS系統，自動化分區使首款原型的完成時間縮短為平均不到兩周;

　　· HAPS-80企業級配置采用賽靈思(Xilinx)Virtex UltraScale FPGA芯片，可支持高達16億個專用集成電路(ASIC)邏輯門，并支持面向并行設計執行的遠程使用和多設計模式;

　　· 內置調試功能，能夠捕獲到數千個RTL信號，由工具自動插入，實現更高的調試效率和可見度;

　　· 作為Synopsys Verification Continuum平臺的一部分，VCS仿真結合Unified Compile以及Verdi調試結合Unified Debug簡化了在仿真、模擬和原型之間的移植，使設計和驗證的啟動時間縮短了數月。

　　HAPS-70時， ProtoCompiler軟件已經提出了，此時的作用是什么?Neil Songcuan稱承上啟下，起到前后兼容的作用：使用戶可以重用現存的HAPS-70子板和連接器。

　　自動化分區很重要嗎?Neil Songcuan先生稱，過去是手工分區，效率非常低下。而Synopsys提供了自動化分區方法，可大大提升效率。

　　為何采用Xilinx新一代芯片——Virtex UltraScale FPGA?眾所周知，Xilinx的Virtex UltraScale FPGA是20nm芯片，Synopsys廣受歡迎的上一代產品——HAPS-70采用的是Xilinx 28nm，并且采用了新型架構UltraScale芯片。Synopsys為何不把更多的28nm芯片累加，來實現更高的頻率/速度?Neil Songcuan先生稱過去為提高速度，已經采用了多個或十幾個28nm芯片累加，但是仍然達不到理想速度。

　　老產品HAPS-70和HAPS-60還會繼續銷售嗎?答案是老款產品仍將長期在市場上銷售，以滿足不同層次的芯片原型認證需要。

圖：物理原型必需應對的挑戰

　　HAPS-80的其他優勢

　　“Synopsys使用了Xilinx前6代FPGA器件，是Xilinx在基于FPGA原型驗證領域內的長期商業伙伴。Synopsys緊密集成了硬件和軟件HAPS基于FPGA的原型解決方案，定位于從Virtex®UltraScale™ VU440器件提供最高性能和最大容量”Xilinx測試、測量和仿真市場業務部總監HannekeKrekels表示。“UltraScale芯片的器件密度提升了2.2倍，I/O增加了21%，它對于使用HAPS系統來實現多FPGA分區的復雜SoC原型是非常理想的。”、

　　與上一代產品相比，ProtoCompiler自動化從RTL到FPGA鏡像的時序驅動流程，提供最高的原型性能和最快的迭代時間。ProtoCompiler以最優的多FPGA分區、最低的引腳時分復用比、優化的綜合和引導式布局布線創建原型。這些特性使設計人員能夠方便地利用HAPS-80的全部容量范圍，高達16億ASIC邏輯門。ProtoCompiler從IP到SoC的層次化流程，將RTL、設計原型約束、預定義的調試可觀測點和邏輯綜合指示封裝在一起，以消除在SoC中重復這些任務的需求，將集成時間縮短了數周。

　　“Baikal-T1是世界上首款使用Imagination MIPS Warrior P5600 CPU實現的芯片，是我們致力于創新和高質量的結果，這得益于我們的研發中心采用了嚴格的硬件/軟件集成和系統驗證方法。我們依靠Synopsys的HAPS原型系統來提供高性能的ASIC原型，如為Baikal-T1提供的一個原型就在一個快速交付期限內準時完成，”貝加爾電子(Baikal Electronics)首席技術官Gregory Khrenov表示。“我們期待HAPS-80的眾(諸)多特性為我們未來的工程項目帶來益處。”

　　通過總是可用的第四代深度追蹤調試技術(HAPS DTD4, HAPS Deep Trace Debug Gen4)，HAPS-80系統提供了出色的調試可見度和自動化技術，通過它可在運行時從每個FPGA捕獲超過1000個調試信號位。HAPS-80系統內置了調試數據采集、存儲器和專用路由，且它們由ProtoCompiler自動插入以確保最小的干預，總是對用戶可用。與Synopsys的Verdi™調試軟件結合，HAPS DTD4可幫助設計人員以仿真器般的經驗在原始RTL源文件的語境中，快速地辨識復雜的設計行為，使調試時間縮短多達50%。此外，HAPS和ProtoCompiler結合Verification Continuum的Unified Compile技術，使得在Synopsys VCS®仿真、ZeBu®模擬和HAPS原型之間移植更容易，從而可為設計和驗證節省數月時間。

　　通用多源總線(UMRBus)的主機連接能力支持混合原型驗證、全球可訪問和大型原型群等使用模式。UMRBus在HAPS-80系統和Synopsys基于Virtualizer的虛擬原型之間無縫連接，為早期軟件開發和硬件/軟件集成創造了一種集成化的混合原型驗證環境。此外，HAPS-80可向下兼容HAPS-70，讓設計人員可復用現有的系統和硬件配件。對原生以太網連接的支持，使HAPS-80系統通過標準以太網連接便可實現系統的全球可訪問。HAPS-80解決方案支持多設計模式，在企業配置中，可跨HAPS系統同時執行多個設計，為多項目用途提供最高的原型利用率及更高的投資回報率。

　　“我們優化每一代產品HAPS原型系統，提供最高的系統性能和設計人員生產率。新一代的HAPS-80系列解決了SoC設計人員在性能、可擴展性、首款原型完成時間和調試等方面的痛點，同時保持了與HAPS-70系統之間的互操作性，”Synopsys IP和原型營銷副總裁John Koeter表示。“HAPS硬件和ProtoCompiler軟件的獨特結合，可在最短的時間實現最高性能的首款原型，以加速大型SoC及GPU設計的軟件開發、硬件/軟件集成和系統驗證。”

　　供貨和資源

　　HAPS-80基于FPGA的原型系統和ProtoCompiler軟件現在已可供貨。

　　有關HAPS-80的更多信息，請訪問：

　　http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/haps-80.aspx

　　o 基于FPGA的原型技術博客：http://blogs.synopsys.com/breakingthethreelaws/

　　o ProtoCompiler: http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/protocompiler.aspx

　　o 混合原型構建：http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/hybrid-prototyping.aspx

　　o HAPS調試：http://www.synopsys.com/Prototyping/FPGABasedPrototyping/Pages/troubleshoot-debug.aspx

　　o 基于FPGA的原型構建方法學手冊：http://www.synopsys.com/FPMM