Процессы верификации работоспособности электронных чипов в многокристальных сборках (Multi-die assemblies) сталкиваются с растущей сложностью, что привело к радикальным изменениям в средах разработки и проектирования. Поскольку полупроводниковая промышленность все активнее переходит на использование чиплетов (Chiplets), традиционных средств симуляции (Simulation) становится недостаточно для обеспечения работы всей системы в соответствии с ожиданиями. Это вынуждает проектные группы комбинировать симуляцию, эмуляцию (Emulation) и прототипирование с использованием программируемых логических интегральных схем (FPGA Prototyping).
Проблемы сложности архитектуры чиплетов
Пурна Моханти (Purna Mohanty), генеральный директор компании SignatureIP, пояснил, что переход к многокристальным архитектурам накладывает беспрецедентные инженерные ограничения на среды верификации. Эти проблемы включают работу с ресурсами памяти, разделяемыми между несколькими кристаллами, а также управление контролем версий (Version control) через различные протоколы и форматы интерфейсов ввода-вывода (I/O), такие как PCIe и CXL.
К числу наиболее заметных технических пробелов, с которыми сталкиваются инженеры в этой области, относятся:
- Управление разделяемой памятью: обеспечение согласованности данных и предотвращение узких мест в производительности при доступе нескольких кристаллов к одним и тем же ресурсам памяти.
- Множественность протоколов ввода-вывода: сложность контроля совместимости различных версий высокоскоростных интерфейсов в разных частях системы.
- Различия в скорости выполнения: структурное различие между скоростью работы инструментов аппаратного ускорения и фактической скоростью проектируемого чипа.
Что практически меняется в процессе аппаратной верификации?
Современные достижения в сборке чипов привели к тому, что программной симуляции стало недостаточно. Современная верификация требует создания гибридных тестовых сред, объединяющих инструменты, работающие с разной временной скоростью. Когда инструменты аппаратного ускорения и скорости прототипирования отличаются от реальной тактовой частоты конечного проекта, возникают сложные проблемы с синхронизацией и тестированием реальных сценариев производительности. Это делает прямое подключение и мгновенную сборку (Plug-and-play prototyping) решающим шагом для сокращения времени выхода на рынок и обеспечения надежности системы.