現在大型SoC設計中包含大量商業或自主開發的IP，且都基于復雜的行業標準接口協議。協議就好比一種語言，如果兩個人說的是同一種語言，就可以有效溝通。同樣，如果兩個硬件設備支持相同協議，它們就可以無縫通信。因此協議一致性已成為各芯片制造商的重點關注方向。 高級協議本身就已經很復雜了，驗證這些協議的合規性也就更加復雜。新思科技擁有行業首創且不斷擴展的驗證IP（VIP）產品組合，再搭配VCS功能驗證解決方案和Verdi調試解決方案，可以幫助開發者高效實現硬件協議驗證。此外，新思科技還提供業界最廣泛的硬件輔助驗證產品組合，ZeBu硬件加速系統和HAPS FPGA原型系統，來應對協議一致性和高級驗證的挑戰。 為什么高級協議驗證工作會這么難？開發者們所面臨的主要協議驗證挑戰都有哪些？他們又將如何應對復雜的高級協議驗證工作呢？

協議驗證有多難？

在典型的芯片設計中，數據流入芯片或其所在的系統，或者在它們之間流動。必須正確布線、按照協議規范進行處理，并發送以進行進一步的分析、存儲或顯示。這套規則管理數據如何傳輸、使用什么命令以及如何確認傳輸的通信。這里我們稱之為協議。在概念上聽起來很簡單，但實現起來非常復雜。 行業中的不同協議太多了，而且其中大多數協議仍在迅速演變。設計團隊通常需要在所選標準完全獲批之前啟動設計周期并處理多個IP配置。 以PCIe為例，設計團隊要處理數千種彼此密切相關的配置，在這種情況下，需要設計并驗證所有數據路徑。除了各種互操作性測試外，對于新標準的了解不充分也是一個不小的挑戰。雖然設計團隊中可能有少數專家能夠運用現有技能來應對這些標準，但不是每個驗證團隊都具備相應的專業知識來及時驗證、調試和分析有缺陷的協議組件。 為了讓設計和驗證團隊有效構建符合嚴格協議規范的高性能SoC設計，必須及時提供端到端協議驗證解決方案，來支持各種驗證需求和每個標準規范的不同配置。

從簡單的接口IP

向子系統轉變

通常，大家都希望緊跟最新版本的標準，因此業內最成功的協議是那些在升級同時保持向后兼容性的協議。例如USB標準，在過去二十年里已經歷了數次演變，但每個新標準都能完美向后兼容。 而且現在很多協議已經不僅僅是簡單的接口IP了，它們正在向子系統轉變。比如USB 4.0標準就是一個由USB、PCI和DisplayPort組成的子系統，可以實現數據、視頻和多媒體文件的無縫傳輸和電力輸送。 向子系統架構的轉變大大增加了對所有IP模型進行詳盡的系統級驗證的復雜性。客戶根據4.0版本設計產品時，需確保接口仍能支持基于3.0、2.0和1.0版本的設計，并與其他兼容USB的設備進行互操作。 在需要大量數據的用例中，硬件加速成為確保設計和驗證團隊在存在完整軟件堆棧、設備驅動程序和更大的芯片生態系統的情況下驗證設計的關鍵推動力。

IP：半導體行業的樂高積木

開發高質量的驗證IP和事務處理器需要多年的努力。及時了解最新的行業標準、精通協議、以及與經驗豐富的團隊和IP設計團隊密切合作都必不可少。 越來越多負責制造高性能計算芯片的半導體公司不再自主開發協議IP，而是越發依賴商業IP和EDA公司提供的成熟IP。 導致這一市場變化的根本原因是什么呢？ 雖然一些芯片公司擁有能夠自主實現IP集成的團隊，但他們同樣需要獲得盡可能多的幫助，對預先構建的IP模塊進行詳盡的設計和驗證。 新思科技等EDA公司不僅擁有數十年的專業知識和經驗豐富的協議專家團隊，而且在為多個客戶和早期采用者部署各種協議兼容設計方面具經驗十分豐富。是值得信賴的合作伙伴。通曉各個互連協議不一定能縮短驗證時間，但可以提高設計效率，并找出可能只有在最終消費者使用時才會發現的漏洞。

解決高級協議驗證難問題

有好的工具很重要

新思科技憑借行業首創、不斷擴展的驗證IP（VIP）產品組合，以及與標準組織和內存供應商的密切合作，幫助設計和驗證開發者快速獲取并集成最新的互連技術，應對高速接口要求的所有驗證挑戰。 VIP可用于大多數基于不同接口的設計，包括PCIe、CXL、UCIe、DDR和USB，搭配新思科技的VCS功能驗證解決方案和Verdi調試解決方案，更好地實現硬件協議驗證。 此外，為進一步應對協議一致性和高級驗證日益嚴峻的挑戰，新思科技還可提供業界最廣泛的硬件輔助驗證產品組合——ZeBu硬件加速系統和HAPS FPGA原型系統：

• 適用于CXL 2.0、PCIe 5.0、USB3、UFS、SATA、以太網和NVMe的ZeBu虛擬主機和設備模型，支持使用真實操作系統、驅動程序和復雜SoC的應用軟件驗證主機到設備軟件堆棧。

• ZeBu仿真加速技術，具有統一的測試平臺和設計編譯，以及專為速度優化的協議事務處理器，仿真速度提高100倍，能夠實現更快的RTL回歸性能和環境搭建。

• ZeBu速度適配器將新思科技ZeBu硬件加速系統連接到現實環境中，用于在線硬件加速（ICE）使用場景。基于可靠的新思科技IP，速度適配器支持PCIe、CXL 2.0、以太網、USB和SATA，與5G和網絡測試儀的連接以及特定客戶的硬件。

新思科技ZeBu和新思科技HAPS中的協議支持不僅可以實現SoC硬件驗證，而且還有助于IP驅動程序、固件和軟件的流片前開發和驗證。

現在大型SoC設計將更多功能整合進芯片進行封裝，小芯片(Chiplet)使用芯片級IP整合重用技術，試圖將多個裸片(Die)通過內部互聯技術集成在一個封裝內，對Die-to-Die標準的需求也不斷提高。新思科技高效的硬件驗證解決方案在推動互聯技術發展方面還將不斷拓展至更多的市場和應用中。

功能協議驗證已逐漸擴展到安全驗證的關鍵領域，這給集成了眾多軟硬件系統、IP協議、處理器的SOC系統驗證帶來了更高的復雜度。VIP會做更多細致的檢查，在驗證平臺植入VIP，可以加速驗證環境的搭建，幫助開發者有效規避風險，減少漏洞。

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