淺談硬件仿真技術(shù)克服五大主要物聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)驗證挑戰(zhàn)

我們的產(chǎn)品設(shè)計涉及到更多協(xié)議和數(shù)十億門設(shè)計，還要最大程度降低能耗，軟件也變得日益繁多復(fù)雜，對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，還存在數(shù)百個交換機和路由器端口，因此我們需要可擴展的虛擬硬件仿真。
　　我們需要進行大量驗證，來設(shè)計用于組成物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 和網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)。這些都是非常復(fù)雜的大規(guī)模設(shè)計。它們使用大量的軟件，而且必須滿足嚴格的低功耗要求。因此，它們需要經(jīng)過大量的驗證周期，才能得到充分的運用和調(diào)試。
　　IoT 設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的五大特征對驗證工作具有重大影響。這兩種設(shè)計具有以下四大共同特征：“每顆芯片實現(xiàn)更多的協(xié)議”會更好、設(shè)計規(guī)模更大且更加復(fù)雜、對低功耗的要求更高，以及更多軟件。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還面臨著第五個挑戰(zhàn)：交換機和路由器端口的數(shù)量持續(xù)增加。
　　
　　圖 1.IoT 設(shè)計面臨的四大難題 （Mentor Graphics）。
　　只有硬件仿真才能夠提供足夠的容量、速度和功能，讓您能夠高效地完成大量驗證。現(xiàn)在，我們還需要認真考慮應(yīng)該如何使用硬件仿真。傳統(tǒng)的電路內(nèi)仿真 （ICE）不僅無法支持迅速增長的互聯(lián)網(wǎng)芯片端口數(shù)的需求，對于測試IoT設(shè)備上的眾多接口協(xié)議也不實用。我們需要舍棄傳統(tǒng)的電路內(nèi)仿真，而轉(zhuǎn)向以軟件為中心的虛擬硬件仿真。
　　首先，我們將討論這些挑戰(zhàn)，然后再介紹它們的解決方案。
　　IoT 和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的主要挑戰(zhàn)
　　1.每個芯片需承載更多協(xié)議
　　由于更多應(yīng)用程序和功能需要同時連接到網(wǎng)絡(luò)，因此每個設(shè)備所使用的協(xié)議數(shù)量在不斷增加。例如，手機需要連接到云存儲空間、播放流媒體格式的音視頻、運行各種應(yīng)用程序以及撥打接聽電話和收發(fā)文本信息。
　　所有這些協(xié)議本身可能非常復(fù)雜。但因為在不同協(xié)議之間以及它們與設(shè)計的其余部分之間存在如此多的通信和交互，因此它們會呈現(xiàn)出許多棘手的需要檢查甚至調(diào)試的場景和邊界情況。
　　將所有這些協(xié)議都置于單個 SoC 上，將會大幅增加硬件復(fù)雜度。芯片的內(nèi)外部通信協(xié)議越多，驗證設(shè)計所需的驗證周期就越長。
　　
　　圖 2.IoT 提高了每顆芯片的協(xié)議使用要求 （Mentor Graphics）。
　　2.設(shè)計規(guī)模更大
　　設(shè)計規(guī)模更大的協(xié)議集成會增加復(fù)雜度和尺寸。此外，各種功能、多處理器和嵌入式軟件也會增加其復(fù)雜度和尺寸。消費者希望產(chǎn)品能夠處理更多功能。這些設(shè)備必須提供集成的數(shù)字、音頻、語音和數(shù)據(jù)功能，且始終保持運行和連接狀態(tài)。
　　集成的功能數(shù)量越多，運行的并發(fā)性也就越高。這使得驗證系統(tǒng)變得越發(fā)困難，因為一個系統(tǒng)可能包含數(shù)十億門。因此，我們必須重新考慮驗證技術(shù)，這是不言而喻的。