傳統(tǒng)軟件仿真工具已經(jīng)無法滿足工程師對仿真時間效益的需求，必須借助硬件仿真加速技術(shù)特有的高速、高可見性與準確性等優(yōu)勢，來提升驗證效率，排除設(shè)計缺陷與漏洞，滿足產(chǎn)品開發(fā)時間要求，并有效控制SoC開發(fā)成本，讓芯片公司在設(shè)計驗證復雜度指數(shù)型上升的背景下，仍能得心應(yīng)手地應(yīng)對巨型SoC開發(fā)任務(wù)。

半導體工藝向極限演進，使得芯片開發(fā)對失敗容忍度越來越低。早年間，一款芯片從A版搞到G版才開賣也不少見，但是現(xiàn)在，如果在先進工藝上一版搞不定，大概率就要被市場吊打——小米手機芯片沉寂據(jù)傳就是因為頻繁改版但不能量產(chǎn)導致。先進工藝動輒集成十幾億門電路，復雜SoC（系統(tǒng)芯片）包含成百上千個功能模塊，讓這么復雜的系統(tǒng)正常工作需要驗證的項目越來越多，驗證時需要覆蓋的應(yīng)用場景越來越多樣，即便芯片設(shè)計公司不斷增加驗證工程師比例，驗證工作復雜度還是持續(xù)上升。當前，大型SoC項目數(shù)字工程師設(shè)計與驗證比例通常為1：2，甚至1：3，即需要兩倍或三倍于設(shè)計人員的人力投入到驗證開發(fā)工作中。

但單純堆人力并不能完全應(yīng)對先進工藝SoC開發(fā)復雜度指數(shù)型上升的難題，畢竟芯片驗證除錯不像軟件上線調(diào)錯極其便捷，所改即所得，芯片流片周期無法靠堆人力來縮減，所以對消費市場的芯片公司而言，大型SoC最多只有一次改版機會。所以，驗證工程師需要更快速、完備、易調(diào)試的仿真與驗證工具，尤其在開發(fā)“左移”（即不等芯片回來提早開始功能驗證與軟件開發(fā)）理念下，EDA軟硬件仿真驗證工具的重要性日益增加。

尤其是硬件加速仿真工具，根據(jù)ESD聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，2018年之前，全球軟件仿真（主要是基于硬件描述語言的RTL仿真工具）的銷售額一直超過硬件仿真工具，2018年趨勢發(fā)生逆轉(zhuǎn)，硬件仿真工具第一次超越軟件仿真工具，并在次年拉大差距。用Siemens EDA全球副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理凌琳的話來解釋就是，傳統(tǒng)軟件仿真工具已經(jīng)無法滿足工程師對仿真時間效益的需求，必須借助硬件仿真加速技術(shù)特有的高速、高可見性與準確性等優(yōu)勢，來提升驗證效率，排除設(shè)計缺陷與漏洞，滿足產(chǎn)品開發(fā)時間要求，并有效控制SoC開發(fā)成本，讓芯片公司在設(shè)計驗證復雜度指數(shù)型上升的背景下，仍能得心應(yīng)手地應(yīng)對巨型SoC開發(fā)任務(wù)。

更名Siemens EDA

2021年1月1日，被西門子收購的Mentor EDA正式更名為Siemens EDA。在回答探索科技（techsugar）提問時，凌琳表示，更名意味著一個新開始，原Mentor的產(chǎn)品線也將更緊密地融入到西門子平臺中。凌琳認為，當前電子產(chǎn)品開發(fā)日益復雜，有更多跨領(lǐng)域仿真需求，除了電子、電磁場仿真，很多產(chǎn)品還需要熱分析、機械仿真甚至流體力學分析，Siemens EDA原本就在系統(tǒng)設(shè)計方面有很強的優(yōu)勢，借助西門子平臺其他的方案進行聯(lián)合仿真，將更能發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)?！白鳛閿?shù)字化工業(yè)軟件龍頭公司，西門子‘武器庫’很豐富，在跨領(lǐng)域協(xié)同仿真方面，Siemens EDA會給客戶帶來不一樣的創(chuàng)新和驗證方法?！?

凌琳還表示，更名絕不意味著EDA道路終止。事實上，再過去四年時間里，西門子收購了很多公司，并入Siemens EDA部門，例如面向汽車電子的Austemper和COMSA、面向機器學習和變化性可感知的Solido、5G端到端測試設(shè)備廠商Sarokal、布局布線工具Avatar，以及芯片生命周期管理工具UltraSoC?！八晕覀冋麄€EDA “武器庫”和產(chǎn)品線的道路并沒有終止，一直在擴充?！?

Siemens EDA亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)李立基也做了補充。他表示，隨著單片集成度增速放緩，立體封裝技術(shù)越來越被芯片公司所重視。在3D封裝上，Siemens EDA和西門子其他部門的協(xié)作機會很多，除了機械分析與熱分析，西門子不同部門的軟件可以在后臺打通，實現(xiàn)分析結(jié)果與數(shù)據(jù)庫共享，從而更好地進行系統(tǒng)級分析。另一個例子是數(shù)字孿生（Digital Twins）協(xié)同仿真，以汽車自動駕駛開發(fā)為例，西門子可以利用Siemens EDA的PAVE 360來搭建數(shù)字孿生模型，在自動駕駛芯片和整車尚未生產(chǎn)時，就搭載出完全虛擬的環(huán)境，來進行自動駕駛軟件開發(fā)。

全新Veloce硬件輔助驗證系統(tǒng)

在更名之后的第一場媒體會上，Siemens EDA更新了硬件驗證仿真加速平臺Veloce。據(jù)凌琳介紹，早在1998年，Mentor公司就推出了硬件加速仿真產(chǎn)品，2002年收購Ikos公司之后，開始提供Veloce系列產(chǎn)品，經(jīng)過多年技術(shù)演進之后，Veloce已經(jīng)成為芯片功能與性能驗證主流工具平臺之一。

更新的Veloce平臺包括四大工具，即軟件驅(qū)動虛擬驗證平臺Veloce HYCON、基于Siemens EDA定制芯片的硬件仿真器Veloce Strato+，以及基于FPGA的企業(yè)級原型驗證系統(tǒng)Veloce Primo和桌面原型驗證系統(tǒng)Veloce proFPGA。

據(jù)李立基介紹，Veloce HYCON是一個可配置虛擬平臺，支持基于軟件的芯片設(shè)計方法，讓硬件開發(fā)不再依賴于軟件，工程師可以利用已有硬件及軟件平臺混合配置，提早進行軟件開發(fā)及驗證工作，從而實現(xiàn)“左移”開發(fā)。HYCON是混合配置（Hybrid Configurable）的意思，即軟硬件混合仿真。

硬件仿真器Veloce Strato+采用全定制的Crystal 3+ 芯片，可實現(xiàn)全網(wǎng)表可見性，仿真的可控性非常強。與前一代Veloce Strato相比，Veloce Strato+容量增加了1.5倍。Strato單機箱容量是25億門，最多可以把四臺機箱串聯(lián)起來使用，所以Strato最大容量為100億門。Strato+單機容量達到37.5億門，四臺機器聯(lián)合起來可達150億門。

“我相信，這是當前行業(yè)中能支持的最大容量，Strato+的功耗也比前代有所降低。”李立基介紹，AMD的第二代和第三代EPYC就采用了Veloce Strato與Veloce Strato+平臺加速開發(fā)。

企業(yè)級FPGA原型驗證系統(tǒng)Veloce Primo一般放在數(shù)據(jù)中心，支持多用戶共享使用，設(shè)計容量最高可達320個FPGA，實現(xiàn)120億門容量，性能支持從7MHz到70+MHz。全球第一大芯片IP公司Arm已經(jīng)采用Veloce Primo進行開發(fā)。proFPGA則是個人系統(tǒng)，一般放在實驗室或與工程師個人電腦相連，支持容量為4000萬門到8億門。

李立基強調(diào)，Veloce FPGA原型驗證系統(tǒng)和Strato/Strato+硬件加速器的開發(fā)方法一致，設(shè)計文件在兩個平臺間可無縫使用。他說：“把一個設(shè)計從Strato搬到Primo或proFPGA上時，RTL不需要修改。”

三大優(yōu)勢

李立基表示，過去幾年中，Veloce平臺一直在擴充容量，擴展功能，四個產(chǎn)品Veloce HYCON、Veloce Strato+、Veloce Primo、Veloce proFPGA更新完成后，硬件輔助驗證平臺技術(shù)已經(jīng)非常完整，后續(xù)發(fā)展也有很清晰的路線圖，一句話來概括就是“一應(yīng)俱全”。

當前市場上，硬件仿真平臺產(chǎn)品不少，Veloce平臺優(yōu)勢何在？對此，凌琳總結(jié)為三點，首先，Veloce平臺虛擬化解決方案非常出色，能有效幫助客戶實現(xiàn)開發(fā)“左移”，大幅縮短設(shè)計驗證等開發(fā)時間以滿足產(chǎn)品上市要求；其次，Veloce平臺支持容量最高，如果采用最高配置，開發(fā)者可實現(xiàn)一次性完成150億門電路驗證，能滿足現(xiàn)階段絕大多數(shù)芯片的全系統(tǒng)仿真要求；第三，Siemens EDA為Veloce平臺開發(fā)了大量應(yīng)用軟件，將開發(fā)者在設(shè)計驗證中的很多工作都轉(zhuǎn)換成一鍵式任務(wù)，進一步提升了開發(fā)效率。

市場研究機構(gòu)IBS的一份數(shù)據(jù)顯示，采用16納米或更先進工藝開發(fā)的芯片，成本至少要一億美元以上，7納米或5納米，通常需要數(shù)億美元。即便只是一億美元，平均每日成本都要在27萬美元以上，開發(fā)進度加快一天，至少節(jié)省百萬元人民幣，對大型SoC芯片公司而言，硬件仿真工具的投入產(chǎn)出比會越來越高。