打通EDA的数据壁垒 国产数字验证调试系统惊艳亮相

（集微网报道 记者李延）验证已经成为了SoC设计中的重点，逻辑调试则是验证中的重点。“在整个设计验证流程中，验证占了70%的工作量，调试debug就占了其中的40%，其重要性可想而知。”芯华章科技研发副总裁林扬淳认为在整个设计验证流程中debug是不可欠缺，无法替代的。

遗憾的是，市场上已有产品却不能满足行业的需求，缺乏创新、数据的碎片化、性能相对落后是这类产品最为突出的三大缺陷。

为了应对这些挑战，芯华章公司日前正式发布基于创新架构的数字验证调试系统——昭晓Fusion Debug，旨在帮助工程师简化困难的调试任务，有效解决难度不断上升的设计和验证挑战。在产品发布会上，国内EDA行业专家也就EDA发展趋势和验证领域的技术热点进行了热烈的讨论。

EDA验证挑战重重

从当前SoC的设计情况来看，验证面临的挑战越来越严峻。

在合肥市微电子研究院院长陈军宁看来，EDA验证工具的挑战主要来自于三个方面：一是新工艺节点不断涌现，带来的物理验证和可测性设计方面的挑战；二是不断攀升的设计规模，导致的高阶综合功能验证和物理验证等运行时长非常长的问题；三是从片上系统到系统对接带来的设计方法学和验证方法学的革命性变化。

“一个大芯片之前需要一年半的时间type-out，现在可能要压缩到一年，就是在一个很短的时间之内要去做更多的门级功能验证，这是一个非常大的挑战。”燧原科技资深架构师鲍敏祺认为，前端验证正从单纯的功能级向系统级、场景级验证发展。

平头哥上海半导体技术IP验证及软硬协同验证负责人张天放指出，在芯片验证中去定位问题，基本都要依靠厂商提供的debug工具，但是现有的debug实际上已不能及时满足各种业务的需求，因为每个芯片调试的特征基本是不同的。

并且，不同验证工具的数据兼容也是个大问题。中兴微电子有线系统部部长贺志强将其归结为不同EDA厂商工具的兼容性和同一工具采用不同验证手段所产生的兼容性。

他从用户的角度出发，希望不同工具之间能够实现数据的兼容，能够提供一些API接口，覆盖率信息能够合并，让验证效率的提升存在更多的可能性。

“要加强软件提前介入验证的能力，并找到快速验证大规模设计的方法。”电子科技大学电子科学与工程学院副教授黄乐天表示，“希望把仿真、形式化验证、原型验证，调试工具等形成一个完整的整体平台，或是整体的验证方法学，有机协调各个环节的验证，极大减少在验证上的投入。”

以创新和开放来应对

解决新挑战需要新方法。林扬淳表示：“面对目前在验证调试方面的挑战，芯华章采取了上层应用和底层基础齐头并进、全新建构的策略，开发出统一的database、GUI、Parser和debug等，让上层的应用，比如emulation、simulation、Formal verification、prototyping等都能融合在一起，对不同的场景下的各类设计，都可以提供定制化的验证解决方案。”

本次推出的昭晓Fusion debug工具就是一款基于创新架构的调试系统，集成了各种的先进技术，具备了创新性、应用性、高性能等特点，可以用来提高设计验证的效率。它不仅可以用来独立使用，还可以配合智V验证平台的所有产品混合使用。

完全自研的高性能数字波形格式XEDB是昭晓Fusion Debug的一大亮点。该波形格式借助创新的数据格式和架构，具备高性能、高容量、高波形压缩比等特点，其提供的高效编码和压缩方案，在实际测试中可以带来比国际主流数字波形格式超8倍的压缩率。与其它商业波形格式相比，XEDB的读写速度快至3倍，并支持分布式架构，可充分利用多台机器的物理资源来提升整体系统的性能，波形写入速度可以比单机模式提高5倍以上，这对复杂的软硬件协同验证与调试至关重要。。

XEDB其实只是芯华章建立的共同数据库的一部分。“从一开始我们就花心血致力于底层框架、基础平台的研发，尤其是精简连贯一致，形成共同数据库，其中包括XCDB/XNDB/XEDB/XCovDB等格式。XCDB存储了design HDL的信息，XNDB记录了design netlist， XEDB压缩存储了信号波形，XCovDB则记录了覆盖率。”林扬淳表示。

他强调，所有智V验证平台的产品，都能够读写共享数据库，也因此避免了耗时又容易出错的数据传输。

同时，芯华章也提供了公开、标准的API，借以提升产品之间的相容性和生态产业链的建立。例如，XCDB API不仅效率高，更大大地提升了不同产品之间的波形共享。芯华章科技首席市场战略官谢仲辉表示，“昭晓Fusion Debug刻提供丰富、可编程的数据接口，让用户可针对不同调试场景进行定制化，并能贯通芯华章智V验证平台及支持用户现有的EDA工具，为用户带来更加客户一体化的调试解决方案，从而提供更加普惠的生态支持和用户体验。”

根据实际项目数据显示，在完整的设计及原理图模块化加载中，昭晓Fusion Debug 的速度比其他商用EDA工具快至5倍，能满足大规模SoC 设计调试的需求，并大大提高了验证效率，从而加速芯片设计的创新。

国产EDA当崛起

昭晓Fusion Debug的推出，也昭示了国产EDA的发展进入一个新的阶段，在细分领域开始突破。

这首先得益于国产EDA具有的后发优势。“国产EDA最大的一个优势就是没有历史的包袱。”贺志强说。

他表示：“国产EDA在方案设定之初就开始去了解客户的需求，收集我们做验证的痛点，去解决客户关注的核心验证问题，这是一条行之有效的一条道路。”

“对于后起的国产EDA工具而言，我们有条件在一个新的设计理念或者是设计方法上面去做一些改进。”黄乐天表示。

像AI的运用就给了国产EDA很好的突破机会。“新一代的EDA工具将大幅减少芯片架构探索、设计验证布局布线等工作中的人力占比，而是将以往的设计经验和数据吸收到EDA工具中，形成智能化的EDA设计。”陈军宁表示。

林扬淳也指出，在调试之中，有着很多可以应用机器学习的地方，如 Regression debug、回归调试、Anomaly Detection、异常监测等。而如何使用最先进的机器学习科技，包括Support Vector Machine、Artificial Neural Network/Reinforcement Learning等，“我们都下过很深的功夫，现在正好可以派上用场，这正是芯华章的优势之一。”

陈军宁认为芯华章的穹景智能场景验证系统就是一个很好的范例。该系统可以高效自动化产生优质的测量用例，针对不同的验证平台和层级，自动生成不同形态适配多种验证环境的测试用例，从而达到有统一场景建模，取得测试激励平台可复用、自动化、智能化自回归的目标。

“我们国内EDA公司在全流程的工具方面尚与国际大公司有差距，但在许多点工具方面已经与国际水平相当，甚至领先于国际水平。那么有国家的支持，有广阔的市场，有业界的共同努力，假以时日，相信我们能够顺利解决卡脖子问题。”陈军宁最后呼吁：“希望国内的EDA公司能够通力合作，互通有无，取长补短，共同努力，把我国的EDA产品做大做强，为集成电路产业发展做出我们应有的贡献。”

（校对/Andrew）