IC交易电子网——EDA中原型设计的演变

发表日期：2024-07-19

IC芯片网www.icxpw.com了解，随着人工智能和 5G 技术的蓬勃发展，互联设备的兴起正在重塑日常生活并推动各行各业的创新。这种快速发展加速了芯片行业的转型，对 SoC 设计提出了更高的要求。摩尔定律表明，虽然芯片尺寸缩小，但晶体管数量却迅速增加。如果没有先进的 EDA 工具，很难想象实现如此高度集成的大规模设计。

流片是IC芯片设计中一个关键且高风险的环节，哪怕是很小的一个错误，都可能导致重大的经济损失，错失市场机会。逻辑或功能错误占流片失败的近50%，而设计错误又占到这些功能缺陷的50%-70%。因此，SoC设计的验证是流片成功的关键。SoC验证过程复杂度极高，约占整个周期的70%。为了加快上市时间，系统软件开发和流片前验证必须同时进行，这凸显了原型设计的巨大优势。

IC芯片网-IC芯片电子元器件采购平台分析，对于大规模SoC设计，www.icxpw.com传统的软件仿真往往因执行速度慢而无法达到要求，因此原型设计和硬件仿真成为主要的验证方法，其中高性能原型设计占据主导地位。原型设计（尤其是基于FPGA的原型设计）可以比软件仿真快数千倍甚至数百万倍，比硬件仿真更具成本效益且速度更快，是复杂SoC验证中不可或缺的方法。然而，在多FPGA和复杂的设计环境中，手动构建的原型设计平台难以维护和扩展。这种方法耗时长且容易出错，导致项目延期和成本超支的风险增加。因此，商业原型设计解决方案应运而生，以应对这些挑战。

商业原型的诞生

1992 年，原型设计领域的先驱 Aptix 推出了 System Explorer 系统，利用 FPGA 和定制互连芯片实现了商业原型设计。随后几年，多伦多大学的 Transmogrifier-l、北卡罗来纳州立大学的 AnyBoard、斯坦福大学的 Protozone 和加州大学圣克鲁兹分校的 BORG 等项目探索了在原型板上实现 HDL 半导体芯片设计的方法。尽管这些项目尚未准备好进行大规模商业化，但 Aptix 的成功激发了其他供应商对该领域的兴趣。尽管后来被合并，但 Aptix 对芯片验证方法的开创性贡献仍然具有历史意义。

2003 年，Toshio Nakama 离开 Aptix 后，在加州圣何塞创立了S2C。在 2005 年的 DAC 上，S2C 推出了其首款原型产品 IP Porter，并很快推出了商业上取得成功的 Prodigy 系列。这标志着公司进入了一个新时代，使 S2C 成为快速 SoC 原型解决方案的领导者。与此同时，美国 Dini Group 发布了其首款商用 FPGA 原型系统 DN250k10，该系统基于六片 Xilinx XC4085 FPGA，为设计团队提供了灵活且经济高效的解决方案。大约在同一时期，瑞典的 HARDI Electronics AB 使用 Xilinx Virtex FPGA 推出了其首款基于 FPGA 的原型系统 HAPS。

竞争推动快速增长

2008 年，Synopsys 以 2.27 亿美元收购 Synplicity，进入原型设计市场，标志着原型设计快速发展和竞争时代的开始。Synopsys 花了近四年时间整合该技术，最终推出了全自动原型设计产品 HAPS-70 系列。www.icxpw.com此次收购大大促进了原型设计市场的发展，而此前该市场主要由软件和硬件仿真工具主导。

Cadence 很快也效仿了这一做法。Cadence 过去一直专注于设计其 FPGA 电路板，因此一直面临挑战，直到 2010 年 3 月收购 Taray。Taray 开创性的路由感知引脚分配技术通过电路板优化了 FPGA 设计，有助于开发强大的原型平台。Cadence 后来与 Dini Group 合作开发了 Protium 原型产品。然而，Dini Group 于 2019 年 12 月 5 日被 Synopsys 收购。如今，Cadence 专注于简化其原型设计和硬件仿真产品之间的集成，确保无缝连接。

西门子 EDA（前身为 Mentor Graphics，2016 年被收购）在原型设计领域有着动荡的历史。20 世纪 90 年代末，西门子元器件 EDA 从 Aptix 获得了仿真技术许可，但面临着诸多挑战。为了增强其时序驱动和多 FPGA 分区能力，西门子 EDA 收购了 Auspy 和 Flexras Technologies，后者以其“Wasga”自动分区软件而闻名。2021 年 6 月，西门子 EDA 通过收购 PRO DESIGN 的 proFPGA 产品系列进一步增强了其原型设计产品组合。

IC芯片网-电子元器件采购平台了解，这些大公司的加入，以及S2C等供应商的加入，推动了从软硬件模拟到自动化原型解决方案的转变，提高了SoC设计的效率和准确性，为整个EDA行业的进一步创新铺平了道路。

原型设计中的主要挑战和解决方案

创新原型设计解决方案的出现推动了 SoC 设计的复杂性，并提高了对严格原型设计的需求。这些解决方案需要专业知识来管理设计分区、映射、与外部环境的接口和通信、调试和性能优化。因此，原型设计已成为一个高门槛领域，只有少数 EDA 公司保持领先地位。一些公司甚至依靠不断的合并来加强其市场地位。

作为原型设计领域的领导者，S2C 通过时序驱动的 RTL 分区算法和内置增量编译算法解决了多 FPGA RTL 逻辑分区、互连拓扑、IO 分配和高速接口方面的挑战。S2C 不断更新硬件配置以支持更多 FPGA 并提供更高性能的连接器，确保其技术始终处于行业前沿。

S2C 拥有 20 多年的行业经验，并始终致力于创新，为客户提供在竞争激烈的市场中保持领先地位所需的高度可信的工具。他们的综合解决方案可加快产品上市时间，提供无与伦比的速度、准确性和可靠性。

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