FPGA是站在集成電路金字塔頂端的芯片，在5G和AI的驅(qū)動(dòng)下，2018年的市場(chǎng)規(guī)模約為60億美元，預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到125億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)10．2％。

近日，國(guó)微思爾芯S2C發(fā)布全球首款FPGA驗(yàn)證仿真云系統(tǒng) Prodigy Cloud System，為下一代 SoC 設(shè)計(jì)驗(yàn)證需要而特別開(kāi)發(fā)的驗(yàn)證仿真云系統(tǒng)。

超大型SoC設(shè)計(jì)驗(yàn)證成新難點(diǎn)

研發(fā)FPGA 擁有極高技術(shù)壁壘，需要軟件、硬件協(xié)同開(kāi)發(fā)。FPGA 布局布線復(fù)雜，所需的硬件結(jié)構(gòu)繁瑣且良率低。除了考慮芯片架構(gòu)，編程設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮應(yīng)用場(chǎng)景的多樣性、復(fù)雜性和效率，設(shè)計(jì)壁壘比其他類型集成電路更高。

FPGA可編輯的特點(diǎn)使其需要EDA配套軟件部分一起使用，F(xiàn)PGA公司不僅需要精專于 IC 設(shè)計(jì)，更需擁有自主研發(fā)適用于硬件部分 EDA 軟件的能力。這些都使得FPGA的研發(fā)門(mén)檻變得相當(dāng)?shù)母摺?/p>

而在超大型 SoC設(shè)計(jì)過(guò)程中，復(fù)雜且冗長(zhǎng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證工序已成為新的挑戰(zhàn)。用傳統(tǒng)的EDA軟件仿真方法已無(wú)法在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成驗(yàn)證所需要的程序，加上復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境，SoC 必須通過(guò)硬件的連接才能復(fù)制真實(shí)的使用場(chǎng)景。

這也只有基于 FPGA的原型驗(yàn)證仿真系統(tǒng)才能達(dá)到此目的，加上越來(lái)越多的軟件和內(nèi)容需要在SoC 的設(shè)計(jì)驗(yàn)證上實(shí)現(xiàn)，以及軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)驗(yàn)證的需求。

構(gòu)建多功能＋可擴(kuò)展的FPGA云

Prodigy 云系統(tǒng)是一套多功能、可擴(kuò)展的FPGA原型系統(tǒng)。單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架可建構(gòu)多達(dá)32顆FPGA，多機(jī)架可級(jí)聯(lián)形成超大規(guī)模的FPGA陣列。Prodigy 云系統(tǒng)提供了從RTL信號(hào)級(jí)到ESL系統(tǒng)級(jí)的多種開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證方法。

為了最大化ROI，Prodigy云系統(tǒng)配備了系統(tǒng)級(jí)的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)測(cè)硬件和基于網(wǎng)頁(yè)的資源管理軟件，以實(shí)現(xiàn)FPGA陣列在私有云或公有云上的快速部署，隨時(shí)隨地共享FPGA驗(yàn)證資源。

①單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架可容納多達(dá)32顆FPGA，多機(jī)架可級(jí)聯(lián)

②RTL信號(hào)級(jí)到ESL系統(tǒng)級(jí)的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證方法

③基于網(wǎng)頁(yè)的資源管理軟件，用于多用戶管理、單FPGA控制及硬件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

④在統(tǒng)一的圖形界面環(huán)境中完成所有FPGA開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證

⑤豐富的即插即用應(yīng)用子卡庫(kù)可幫助快速構(gòu)建超大型仿真驗(yàn)證云系統(tǒng)。

·FPGA可擴(kuò)展能力：

支持多種Xilinx或Intel FPGA器件的Prodigy邏輯系統(tǒng)；

每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架最多可以裝配8套Prodigy邏輯系統(tǒng)；

使用Intel 10M FPGA，單個(gè)服務(wù)器機(jī)架的最大邏輯密度可達(dá)25億ASIC門(mén)；

多個(gè)服務(wù)器機(jī)架可級(jí)聯(lián)以構(gòu)成超大規(guī)模的FPGA陣列。

·驗(yàn)證方式多樣性：

80多種原型驗(yàn)證就緒應(yīng)用接口子卡庫(kù)加速原型系統(tǒng)的部署；

多FPGA深度調(diào)試模塊加速了多Prodigy邏輯系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)試；

ProtoBridge支持事務(wù)級(jí)或系統(tǒng)級(jí)的軟硬件協(xié)同仿真能力。

滿足新一代FPGA原型驗(yàn)證需求

為滿足日益復(fù)雜的SoC 驗(yàn)證需求，推出超大型FPGA 驗(yàn)證仿真云系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的一步。Prodigy Cloud System 是國(guó)微思爾芯長(zhǎng)期和業(yè)界領(lǐng)先客戶群深度交流而開(kāi)發(fā)出來(lái)的解決方案。

Prodigy Cloud System 配備了業(yè)界最大容量的FPGA元件，并可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架和Prodigy連接模組擴(kuò)充，單機(jī)架可實(shí)現(xiàn)32個(gè)FPGA組網(wǎng)，達(dá)到超過(guò)20億的邏輯門(mén)容量，多機(jī)架可擴(kuò)展成為無(wú)最高容量限制的FPGA驗(yàn)證仿真云系統(tǒng)服務(wù)集群。

透過(guò)新一代的仿真云系統(tǒng)控制模組 Neuro Control Module，可控制服務(wù)器機(jī)架以及個(gè)別單一系統(tǒng)的時(shí)鐘源分布及同步及電源、重啟等系統(tǒng)管理，所有的功能都可透過(guò)遠(yuǎn)端控制達(dá)到統(tǒng)一管理和調(diào)配。

為了有效管理仿真系統(tǒng)資源、用戶及項(xiàng)目組，Prodigy Cloud System 通過(guò)搭配新推出的云系統(tǒng)控制軟件 Prodigy Neuro Software 進(jìn)一步增強(qiáng)其功能及其使用方便性。

透過(guò)Prodigy Neuro Software可實(shí)現(xiàn)依照項(xiàng)目需求動(dòng)態(tài)配置使用硬件資源，透過(guò)權(quán)限管理，不同使用者可在云端同時(shí)執(zhí)行多個(gè)項(xiàng)目的驗(yàn)證仿真。

Prodigy Neuro Software也可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)硬件的狀態(tài)和使用狀況，提供管理者即時(shí)訊息提醒和周期性的使用頻率報(bào)告，集中有效管理設(shè)計(jì)驗(yàn)證項(xiàng)目的執(zhí)行。

Prodigy Cloud System可搭配成熟的 Player Pro軟件以簡(jiǎn)化多顆FPGA 分割編譯流程。深度調(diào)試模塊 Prodigy MDM 可支持加速設(shè)計(jì)調(diào)試。豐富的即插即用應(yīng)用子卡庫(kù)可幫助快速構(gòu)建超大型驗(yàn)證仿真云系統(tǒng)。

Prodigy邏輯系統(tǒng)采用模塊化一體化的設(shè)計(jì)，開(kāi)箱即用，大大縮短原型構(gòu)建的時(shí)間。完善的Player Pro原型軟件簡(jiǎn)化了基于Quartus的FPGA編譯流程，減少了原型編譯時(shí)間。

此外，由于深度調(diào)試模塊Prodigy MDM的支持，加速了設(shè)計(jì)調(diào)試。豐富的即插即用應(yīng)用子卡庫(kù)，幫助快速構(gòu)建目標(biāo)原型系統(tǒng)。

與紫光同創(chuàng)達(dá)成戰(zhàn)略合作

國(guó)微思爾芯由資深硅谷專家團(tuán)隊(duì)于2003年創(chuàng)立，是一家十多年來(lái)一直專注于集成電路電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化解決方案的高科技公司。

國(guó)內(nèi)知名的半導(dǎo)體企業(yè)國(guó)微控股有限公司是國(guó)微思爾芯的最大股東，2019年12月國(guó)微思爾芯通過(guò)引入外部投資人的方式完成了約 3．1 億元人民幣的融資。

目前 國(guó)微思爾芯在上海、深圳、北京、成都、杭州、新竹、日本東京、韓國(guó)首爾和美國(guó)圣何塞均設(shè)立分支機(jī)構(gòu)或辦事處，建立了完善的技術(shù)研發(fā)與支持服務(wù)體系。

近日，紫光同創(chuàng)與國(guó)微思爾芯簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方作為行業(yè)內(nèi)互補(bǔ)型企業(yè)，將充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，圍繞FPGA國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)行深度合作。

在國(guó)家大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程的大背景下，戰(zhàn)略合作關(guān)系的建立將為雙方提供難得的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的合作空間。

結(jié)尾：

FPGA驗(yàn)證仿真云系統(tǒng)的建設(shè)成為一種趨勢(shì)，在FPGA驗(yàn)證仿真云系統(tǒng)上可執(zhí)行大規(guī)模的回歸測(cè)試和兼容性測(cè)試， 不受地域和時(shí)間的限制，讓硬件資源得到有效的利用。