氣候變化和仿真冰河時代的終結

協(xié)議在大規(guī)模設計中無處不在：支持通信、圖形、內存、緩存一致性互連等，并且它們會不斷更新以支持對更高速度、更高帶寬、更低功耗的需求。因此，您可以非常確定，當您開始下一個項目時，設計中至少會有一些協(xié)議的新版本，因為在協(xié)議標準機構的世界中，它正在發(fā)展、創(chuàng)新或消亡。

圖 1. 協(xié)議無處不在，即使在簡單的 SoC 上也是如此。

對于仿真，它是一個相對簡單的方法。驗證 IP 通常支持使用最常見的仿真器方法 Verilog 和 UVM 的多個仿真器。您只需要確保您的提供商與最新版本保持同步。

在仿真世界中，情況就不同了。針對不同的使用模型有不同類型的“驗證 IP”：模擬加速、ICE 和虛擬 ICE。例如，仿真加速可以比基于測試臺的仿真提供 1000 倍的加速。它“簡單地”需要 UVM 或 SystemVerilog 驗證 IP 以及可替代基于仿真的驗證 IP 的可綜合事務處理程序。它使工程師能夠移動在模擬器中運行 DUT 的測試臺，從而在模擬器上運行 DUT 時運行得更快。然而，ICE 是更傳統(tǒng)的仿真使用模型和最有趣的用例，本文的重點是從 ICE 到虛擬 ICE 的轉變。

ICE 是用于將仿真器中的設計連接到外部世界的原始方法。它使外部硬件能夠將基于協(xié)議的流量流式傳輸到設計中。它使用速率適配器來處理流量生成器和模擬器之間的速度差異。ICE 環(huán)境必然位于靠近使用它的工程師的實驗室中。

然而，隨著工程師意識到虛擬環(huán)境帶來的主要優(yōu)勢：準確的性能測量、確定性延遲和準確的功率測量，ICE 時代正在迅速消融。對于存儲和網絡而言，關鍵指標是能夠準確測量延遲和性能，因此必須使硅前性能測量值非常接近實驗室中將看到的硅后性能。Virtual 實現(xiàn)了這一點，并通過這樣做允許在硬件和軟件之間進行硅前性能調整和權衡。這可能是我們對績效至關重要的世界中成功與失敗之間的區(qū)別。為了改進調試，Virtual ICE 可以實現(xiàn)精確的可重復行為：眾所周知，使用 ICE 很難精確地重復一系列發(fā)現(xiàn)錯誤的行為，使重復問題并找到原因變得非常困難。未來顯然是虛擬的！

多年前，Mentor 憑借其 VirtuaLAB 組件（一個功能齊全的協(xié)議的廣泛系列）的發(fā)布，在 Virtual ICE 中占據了領導地位。Mentor 的 VirtuaLAB 組件的行為類似于 ICE，但沒有基于硬件的解決方案的限制。它們靈活且可即時重新配置，并且比它們更原始的同類具有更多的驗證功能。VirtuaLAB 模型適用于所有關鍵協(xié)議，包括以太網、PCI Express、USB、NVMe、SATA、HDMI 等，并已在數百種設計中成功用于磁帶。

SDN 交換機設計人員在三到四年前利用 VirtuaLAB 以太網的可用性轉向了這項技術：使用 ICE 連接 100 多個以太網端口，每個端口都有其以太網電纜顯然是不切實際的。網絡交換機設計人員使用 VirtuaLAB 以太網通過高速 CoModel 通道將流量流式傳輸到 150 多個以太網端口，通過運行實時軟件的 VirtuaLAB PCIe 控制交換機的配置。最近，SSD 控制器設計人員正在使用 Virtual NVMe、PCIe 和 SATA 進行相同的過渡，并且進行這種過渡的團隊與陷入 ICE 時代的競爭對手相比，獲得了巨大的優(yōu)勢。

VirtuaLAB 組件的另一大優(yōu)勢是它們可以遠程重新配置，從而可以輕松地在世界各地從事不同項目的設計團隊之間共享仿真資源。Mentor 多年來一直在完善此功能，作為其企業(yè)仿真應用程序的一部分。

當然，有效的 Virtual ICE 解決方案的關鍵是性能。盡管存在所有限制，ICE 能夠以相同的速度流式傳輸流量，以最大限度地提高仿真器速度。使用虛擬時，您希望保持相同水平的性能，但取決于控制和生成流量的主機 PC 與仿真器之間的連接速度和帶寬。憑借多年開發(fā)高速聯(lián)合模型通道的經驗，Mentor 已調整此性能以實現(xiàn)與 ICE 速度等效。有趣的是，其他解決方案會放緩。這不是軟件，修復它是模擬器的基本架構特性。

Mentor 顯然在行業(yè)從 ICE 遷移到虛擬 ICE 方面處于領先地位。

我們在 Mentor 觀察哪些協(xié)議

我們從客戶的要求和協(xié)議特殊利益集團中獲取我們的線索。這些天來，它們讓我們忙于最新版本的 PCIe、以太網、NVMe 等，以支持軟件定義網絡 （SDN） 和 SSD 中的前沿設計。

經歷了幾次延遲的 PCIe 4.0 現(xiàn)已推出，PCIe 5.0 規(guī)范計劃于 2019 年第二季度發(fā)布。PCIe 還將成為其他新協(xié)議（如 Gen-Z、CCIX 和 OpenCAPI）的基礎。

以太網在汽車應用中的速度和接受度都在提高。對于后者，對安全性、RFI、EMI 和延遲提出了重要的新要求。

SDN系統(tǒng)將逐漸取代單一用途的路由器和交換機，尤其是在數據中心，要求它們處理由軟件實現(xiàn)和配置的廣泛協(xié)議。

Mentor 為所有主流（以及一些小眾）協(xié)議提供完整的解決方案，讓您可以使用事務處理程序或通過軟件驗證 IP 和 SoC 設計。我們在關鍵標準組織中占有一席之地，以便我們可以確保為不斷發(fā)展和新興的協(xié)議提供最有效的仿真支持。我們在 VirtuaLAB 系列中實施了超過五年的 Virtual ICE，為我們帶來了所需的協(xié)議專業(yè)知識，以支持我們的客戶在他們的產品差異化時提供支持。

Mentor 的 Veloce Strato 仿真器系列與虛擬協(xié)議模型相結合并通過 CoModel 通道互連，提供了最有效的解決方案，用于證明您的設計與它所包含的任何協(xié)議完美交互。憑借 Veloce Strato 上 150 億門的可擴展性，您可以期待多年的無憂驗證。

審核編輯：郭婷