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贫民
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你对下一代EDA有什么期望?

楼主#
更多 发布于:2021-09-10 14:44
孩子们双减了,我也能有时间回答点提问了,这个问题“简约而不简单”。
因为我长期耕植在芯片验证领域,周内给客户在做项目咨询(coding),其它时间也会试用各家大厂的验证工具(可能算用得很全面了…),把好的工具和特性再投入到下一批项目里,当然也会找一些大厂们兼顾不到的点做一些自研工具。
对行业内数字验证EDA生态方面有一些想说的,这里展开谈谈,我知道提问背后也会有一些大厂EDAer们在倾听,我试着从使用和研发的角度来谈,欢迎理性探讨。
如果让我说最大的期望,如果说开源来的有些奢望(这背后的利益点不是一厢情愿就可以的),那至少EDA大厂们之间可以针对目前已经存在的一些IC设计趋势做一些统筹性的动作。其实在过去这几年,这种一致性的步伐还是表现很明显的:

  • 因为设计的复杂性提高,硬件加速验证技术占据了越来越重的比例。

  • 系统测试的场景越来越复杂,而与验证人员在系统层面的理解存在显著偏差,以及很多测试无法做到移植,所以PSS可移植激励标准在露头(但需要有专业推广)。

  • 国内厂商越来越注重IP开发(属于IC设计内的“标准元器件”),还有汽车电子也成为蓝海市场,那么对IP的功能空间充分验证也要进一步拔高,形式验证就有它绝对存在的价值(可惜,不少公司利用形式验证做end-to-end signoff验证还有一段路要走)。
上述事实促成了在原有动态仿真占据主流的情况下,emulations/formal property 都成为了同等重要的存在,而且几乎各家公司在这方面也都跟商量好似的步伐一致。
其实在十多年前动态仿真领域存在很多的技术割裂是EDA厂商主动或被动造成的,UVM那会还没有一统江湖成为框架标准,可能是后来大家斗累了,也可能是希望至少在动态仿真领域有一个通道能够实现资源的复用,这才共同认了UVM,而后在这个基础上若干年以后,尽管各家还在试推还未成为标准的PSS类似的DSL,可在该统一的时候,大家也都能坐到一起共同制定标准。
我对十多年前UVM成为标准很欣赏,不了解这段历史的工程师可能不知道这意味着什么,要知道那个时候能打破动态仿真的各家公司之间的壁垒是没有想过的,这有点像大家共同加入了“EDA世贸组织”,主动撤除以前的技术关税,从而允许IC设计公司可以更自由地选择仿真工具和一系列的套件。
这种慷慨让今后的验证从业人员可以更自由地流动,把重心放在功能验证上面,这是明面上,验证工程师的自由,这已经是EDA互相开放的重要一步了。
但是,最近这些年我们越来越发现,需要更多的工具来补足功能空间的验证,得用之前提到的其它工具(比如emulator和formal),但多数时候我们拿到的还是某家公司的全家桶,或者说全家桶里的配合更好。
为什么某家公司的全家桶更好?如果扒开来说,从底层有盘子托着,从顶层有罩子罩着。底层的盘子就是各家公司全家桶里的三大件(sim/formal/emu)统一采用的覆盖率标准,功能验证就认这个数据,可目前的障碍在于,全行业没有统一的覆盖率数据标准。是不是听起来intersting?也就是说,仿真表面的开放还无法促成进一步各种工具基于统一覆盖率数据的完全融合。
造成这一事实背后有多少原因,我不想推测,但这仍然给不少IC设计公司带来了困扰。同时,顶层的罩子就是各家公司继续全家桶而定制的验证回归工具(regression tool),我使用过三家公司的验证回归工具(Mentor Questa Verification Manager, Synopsys VC ExecutionManager,Cadence Xcelium Vmanager),暂且不论它们各自的优缺点,有一点它们从根儿上就解决不好,那就是各自回归开发的初衷都是为了优先适配自己的全家桶,自己基于此的验证计划数据(xml),并在各个工具提取的覆盖率数据中提取反标到后台可视化数据表格里。
一个盘子一个罩子,基本就成了各家公司可以对外完整出售的verification continuum(“我家的”验证全家桶)。
嗯,怎么说呢,看起来真好,就是对国内EDA要切入这个赛道不怎么友好,因为我们在盘子和罩子的笼罩下找不到一个缺口切入进去,跟各家EDA工具做朋友,共同为IC设计做助力。
所以谈到全家桶,别人有我们还没有,只能单点突破再靠时间来补齐自己的全家桶,该怎么办?
先把底子换成我们要求的底子,这个其实不涉及掐脖子,但如果不换盘子我们可能就更难切入赛道,国内IC市场很大,联合众多头部公司,共同制定验证覆盖率标准不是什么难事,各家EDA以后都需要支持另外一个统一覆盖率标准。其实,不管是谁推动,都可以,就是要统一覆盖率标准,只有这样,做sim/emu/formal在商用道路上才能被共同的盘子托着,要切进去而不是自立标准那样路更不好走(需要更长的时间)。
另外,罩子应该有专业的(中立的)公司推出来,只要在底子换了以后,做罩子(回归工具和验证计划数据)也就有了基础,罩子只有采取中立的方案,才能对各家IC公司更友好,而不是从EDA自己出发。其实EDA公司本身不反对有中立公司做回归工具,回归工具本身技术含量不高,但对各家IC设计公司都很重要,国内如果有小公司看到这个机会,是可以做罩子的,养得起小团队。
如果底子和罩子换了,我们国内的EDA公司就可以慢慢从PlanB有机会转正了,至少在打通验证数据道路上是没有冲突阻碍的。
除了所讲的底子和罩子(sim/formal数据管理),还有emu和pss要谈。来,接着讲。
emu很有市场,但硬件资源很贵,目前国内已经有一些公司出一些中立的上云方案了,如何说服客户让他们放心数据安全问题可能比技术实现还要困难。Palladium的技术方案不同于Mentor/Zebu,国内做方案的公司都在做后者的技术方案(fpga kernel based),如何让他们的产品也进入公司采购名单?从单品价格来看,客户恐怕会比采购仿真器顾虑更多吧。一种可能是,首先国内有云端大厂在确保云安全的技术层面然后结合EDA公司、第三方emu集群运营商共同打造生态,做到IC公司可以放心使用,在这种将算力(sim/formal软算力,emu硬算力)上云以后,其实国内EDA厂商有更多被使用、验证、比对、反馈、迭代修正的机会。因为用户的成本支出在前期降低了,他们也敢试错了。
比如国外一些大厂,在自己内部很早就有私有云的部署,无论是软算力还是硬算力。这里多谈一谈硬算力,因为本质上fpga based emu方案可以做到类似的部署方法,云上的硬算力应该做出来中间件,遮住具体用了哪一种硬件zebueloce或者是国内厂商工具,可以在最后按照资源和小时付费过程中来体现竞品的价格优势,并且在客户使用过程中做到更多反馈给国内emu厂商,毕竟在云端的客户数量更多,业务场景更多,对国内eda公司工具的“训练”也能更快。
最后,我们来谈一下PSS吧。国内目前95%的公司还没走到这一步,到这并不妨碍我们谈PSS以及未来一些公司的机会。验证技术和工具的推陈出新有两个原因在推动,或者是验证完备性需要,或者是验证人力的减少,而PSS工具对这两者都有帮助。PSS的简单应用可以做到测试用例在模块级别和系统级别不同系统资源的映射和测试语言的生成。在没有推PSS之前,我们可以做的是在模块级写C测试复用到系统层,或者将模块级的UVM复用到系统层(保持UVM),但有了PSS以后可以让更多的业务层参与进来(比如系统人员,软件人员更贴近场景测试的人员)来写PSS测试意图(test intent),再由各自测试层去对接每个拆分的测试动作(action)。
至于企业和工程师具体能受益多少,今后路科还会跟EDA公司的AE们一起来推动这项技术。我谈PSS的另外一个初衷还在于目前已经有了很多HLS方法,FPGA层面的技术,还有IC领域的工具(例如Catapult, Stratus, Synphony HLS等),还有诸如Chisel/SpinalHDL等,这些都蠢蠢欲动,就在等谁最后会掀起更大的设计方法变革。
试想,如果到时候有了越来越重要的新的设计方法,在RTL这一层现有的UVM(基于RTL)框架还能有多少适配性?是否需要衍生出适配于新设计方法的UVM-X?这还是未知数,但老实讲,我是比较“慌”的,毕竟十多年的验证核心框架可能要动摇的。
那么怎么提前对技术做“预存理财”?PSS是一个方向,而且天生地适合,因为它从本质上是脱离开具体的测试框架和语言的,只要PSS工具支持(也很容易做到),可以随时支持新的测试框架和语言。
这就有一点像,我就静静捧着PSS标准手册坐在下一代验证技术起点,我看你设计方法能怎么变,但是我已经掌握了下一代的验证技术密码,作为老一代的验证工程师也不虚了,我们有足够的时间为此准备,继续为未来十年的共同富裕做出可以做的贡献。
好了,我家大蒙这会的舞蹈课要下课了,我们先谈到这里。我上面所谈的,既有对现存EDA验证技术和市场的期望,也有国内EDA公司可以更快切进赛道的建议,也有对下一代验证技术不确定中的确定性的预期。
总之,芯片验证还在持续变革当中,有诸多变化的因子,在变化中EDA厂商和验证工程师都应该保持开放的心态,共同为促进产业的变革做好准备。
本文源自EET电子工程专辑,转载目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。
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