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九霄智能正式推出全自主知识产权数字EDA仿真工具——UltraEDA Sim

来源:九霄智能

#九霄智能#

09-30 11:42

南京九霄智能科技有限公司于2022年9月28日举办了数字前端EDA工具产品发布会。此次发布会以数字前端仿真工具UltraEDA Sim为核心,以一个具体的数字芯片项目UltraSoC001的设计开发过程为主线,深入浅出,综合运用5款九霄智能全自主研发的EDA工具产品,展示了该数字芯片前端设计和验证的完整工作过程。

此次九霄智能产品的发布,尤其数字前端最核心技术难度最大的仿真工具的突破,标志着国内EDA公司产品已经可以辅助完成数字芯片前端领域主要的设计、验证过程,为打破国外技术垄断,解决数字前端EDA领域“卡脖子”问题,迈出了非常坚实的一步。

发布会特别邀请了传智驿芯研发总监葛礼鹏先生、前赛昉以及灿芯副总胡健先生、前浙江大华研发总经理\华为海思创始成员杨银昌先生、前Cadence华南区域经理杨宜博士、前中兴微电子有线开发部部长徐凤鸣先生、前Marvell资深设计经理芦勇先生、芯片设计专家廖智勇先生、芯片架构专家刘振宇先生、DFT专家汪润涞先生、芯片设计流程自动化资深专家王岩先生、低功耗设计专家吴凌云先生、摩尔精英研发总监\E课网联合创始人赵启林先生、南京奕泰利半导体总经理仲建锋先生等专家领导。一同出席会议的还有来自中兴通讯、紫光展锐、zeku、新华三等国内知名半导体公司的专家、领导、技术人员等,以及投资界人士。

通过运用EDA工具对数字芯片前端设计和验证的全过程展示,与会专家对九霄智能的产品有了深入的了解;通过与国外产品的对比,与会专家对各产品的功能性能,尤其对仿真工具的突破表达了肯定和钦佩。

此次发布的九霄公司的数字前端EDA工具集包含5款产品:集成开发工具UltraEDA IDE、寄存器工具UltraEDA RegSet、语法检查工具UltraEDA Lint、自动验证平台工具UltraEDA Autobench、仿真工具UltraEDA Sim(内含波形显示工具UltraEDA Wave)。其中仿真工具可支持UVM方法学、CDV流程,并可成功应用于中大型数字芯片仿真。发布会现场展示了使用九霄智能EDA工具完成SoC的芯片前端开发的完整过程,并将相同项目的仿真结果与国际大型EDA公司比对,结果完全一致。发布会上展示的项目中,九霄仿真器完成了SoC项目的仿真,包括UVM、RAL模型、AHB-VIP和完整的SoC设计代码。

图 1  使用九霄工具完成数字芯片前端设计验证的过程

发布会中展示使用九霄工具链完成前端代码开发,分为以下步骤:

(1)使用UltraEDA RegSet自动生成寄存器文件。根据产品手册中的寄存器定义,用户只需要填充一张寄存器表格后,就可以使用九霄的UltraEDA RegSet工具,一键生成设计验证需要使用的寄存器相关RTL和RAL文件。在中大型项目中,使用该工具可以为客户节省1个人月的成本。

图 2  UltraEDA RegSet展示

(2)使用UltraEDA IDE产品快速完成核心代码开发。九霄公司IDE产品提供变量/模块输入提示、代码块自动录入、动态语法错误提示、模块查找与端口自动实例化、文件对比等功能,并可提供变量视图、驱动视图、模块视图。可提升Verilog代码编辑速度50%以上,极大降低手写错误的可能性。由于九霄的IDE产品解析了语义,该产品具有普通编辑器+插件组合不具备的诸多高级功能。

图 3  UltraEDA IDE展示

(3)使用UltraEDA Lint工具完成静态检查。目前支持70+条规则,对报错提示进行了归类,重要性排序,缩短工程师纠错处理一半以上的时间。UltraEDA Lint在语义层面上深入挖掘,该产品的静态语法检查功能深入分析了用户的意图,大大减少了误报和漏报的情况。

图 4  UltraEDA Lint展示

(4)使用UltraEDA Autobench实现一键自动生成testbench(通常需要2周工作量)。UltraEDA Autobench能自动集成常用IP;可降低验证门槛,初级工程师可轻松驾驭;能自动产生golden测试用例、自动覆盖率收集模板。复杂的验证环境对验证工程师提出了相对较高的要求,通常验证工程师除了需要掌握所有和前端设计相关的技能外,还需要额外理解UVM方法学,因此工作三年以内的验证工程师很少能独立完成验证工作。针对这一问题,本产品提供自动验证平台功能,根据设计文件自动生成验证平台,大大缩短了验证时间,降低了对验证人员的要求。为客户节约成本,缩短了产品面世时间。

图 5  UltraEDA Autobench展示

(5)使用UltraEDA Sim进行仿真,并生成波形和覆盖率报告。UltraEDA Sim产品将对标Synopsys VCS和Cadence irun,是整个数字前端EDA工具中最重要、市场空间最大、技术开发难度最大的工具,也是数字IC设计和验证的必备工具。可以说,离开仿真工具,IC工程师将寸步难行。

仿真工具是此次发布会的重点,也是数字IC领域争夺的焦点。九霄智能此次发布的仿真工具不仅可以支持完整的UVM方法学,而且在32位RISCV的SoC系统中完成了所有子模块和系统级仿真。为了展示仿真结果的正确性,发布会现场,九霄智能现场展示了部分模块的仿真波形。

发布会部分仿真展示结果如下:

1)平滑滤波子系统:

图 6  UltraSoC001 平滑滤波子系统仿真结果

2)CPU子系统:

图 7  UltraSoC001 CPU子系统仿真结果

3)完整SoC验证系统:包含UVM测试平台、RAL模型、验证IP和完整的SoC设计代码。

图 8  UltraSoC001 SoC系统级的仿真结果

九霄智能仿真器所有仿真结果都与国际大型EDA厂商的仿真器运行结果做过完整对比,数据比对完全一致,发布会展示的测试用例和比对结果如下表:

图 9  九霄智能与国际厂商产品UltraSoC001项目仿真结果对比

UltraSoC001仿真结果表明,九霄智能的仿真器已可以完整支持UVM方法学,并可胜任中大型芯片数字前端的仿真。发布会后期,九霄智能还展示了仿真器开发过程中的重点和难点,包括UVM方法学的支持以及preprocessing、generate、interface、random constraint、functional coverage、DPI以及面向对象中虚类、接口类和参数化类的处理。会上列举的痛点问题,九霄智能的仿真器研发团队都耗费了大量精力处理,其正确性也在项目中得到了印证。

发布会问答环节,与会嘉宾提出:“EDA公司的产品一直是芯片设计公司的重要助力,目前大部分芯片公司人力缺乏严重,九霄是否能解决或缓解这一现状”。九霄智能CEO孙晓东表示,目前国内芯片研发面临的问题是缺人,缺有经验的工程师。国家对芯片的重视已经上升到战略层面,各类产业基金的引入、政策的扶植让芯片行业的“粮草”空前充足。2018年后,芯片公司的数目飙升,行业老兵的业务更是不断拓展。然而该行业技术密集型的特点,不是通过烧钱和给政策就可以直接解决的,最核心的人才问题一直难以解决。目前我们能看到的行业形式是,粮草充足却一将难求,甚至有战斗经验的士兵都很难凑齐。伴随着行业需求的暴涨,所有芯片研发的公司都开始逐步缺人。尽管公司薪资一涨再涨,仍然难留住关键人才。最近两年,行业内的工程师半年内连续跳槽,工资翻倍的情况随处可见。芯片行业的人才荒已经严重到难以想象的境地。今天芯片行业人才短缺的问题,表面看起来是贸易战后,资本大力扶持芯片,行业扩张太快。背后真正的原因却是行业壁垒过高。芯片行业的特点是流程和底层模型过于复杂,需要研发人员既要掌握复杂的工具流程,又要了解底层的模型。因此我们可以看到,尽管互联网和教育行业释放了大量的聪明人出来,却丝毫没有缓解芯片行业的人才短缺问题。无论多聪明的大脑,进入芯片行业都需要经历漫长的学习过程。人才短缺的背后隐藏的问题其实是芯片难做,准入门槛过高。只有让芯片研发的门槛降下来,才能真正解决人才短缺的问题,从而彻底解决芯片的“卡脖子”问题。而EDA是降低芯片研发门槛的重要手段。EDA的本质是解决设计自动化的流程问题,而流程本身要从真实的芯片研发项目中积累下来,用于防止各种错误引入。因此流程的复杂来源于芯片本身的复杂,需要通过EDA工具的升级来屏蔽底层细节,才能让工程师能够更好的驾驭越来越复杂的研发流程。此次发布会用于展示EDA工具的芯片项目开发过程,使用九霄的工具搭建了完整而高效的芯片设计验证自动化流程。项目中用到的自动化流程会在后期公开,给需要搭建流程的数字芯片公司作参考。

与会嘉宾问到九霄智能工具产品核心技术及代码的来源,公司研发负责人郜震霄博士表示:九霄智能的使命是解决目前芯片行业EDA工具“卡脖子”的问题,所以九霄团队花费了大量的精力保证产品的自主可控。九霄智能目前所有的核心代码都有自主知识产权,所有算法组件都是在研究市面上最先进的实现方法后,在吸收现有优点基础上,重新研发实现的,没有使用开源代码。

责编: 爱集微

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