西門子的Veloce? proFPGA CS是一款專為軟件驗(yàn)證和軟硬件系統(tǒng)集成優(yōu)化的原型設(shè)計(jì)平臺，基于AMD/XILINX的FPGA技術(shù)，支持從單個FPGA到多刀片配置的各種設(shè)計(jì)規(guī)模。它通過模擬集成電路（IC）在不同輸入條件下的行為來測試和驗(yàn)證其設(shè)計(jì)功能，確保其按預(yù)期執(zhí)行，適用于各種復(fù)雜度的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

高效靈活的驗(yàn)證工具

軟件驗(yàn)證過程通常涉及運(yùn)行周期準(zhǔn)確環(huán)境下的軟件工作負(fù)載來測試和驗(yàn)證SoC邏輯功能。仿真和基于FPGA的大規(guī)模原型設(shè)計(jì)是兩種主要的驗(yàn)證方法。仿真可以輕松將RTL編譯為可執(zhí)行模型，并具有全信號可觀測性，但執(zhí)行速度相對較慢。相比之下，基于FPGA的原型設(shè)計(jì)雖然靈活性較低，但能實(shí)現(xiàn)更高的執(zhí)行速度，這對于需要根據(jù)RTL設(shè)計(jì)驗(yàn)證代碼的軟件團(tuán)隊(duì)至關(guān)重要。

隨著AI、智能車輛和通用智能研究的發(fā)展，芯片設(shè)計(jì)的尺寸和復(fù)雜性顯著增加。對于系統(tǒng)廠商而言，不僅要驗(yàn)證RTL模塊，還需測試整個集成系統(tǒng)，包括驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。這種需求的增長促使了對更高效驗(yàn)證工具的需求。

解決方案：Veloce proFPGA CS與AMD/XILINX合作

1. 硬件與軟件協(xié)同開發(fā)

西門子與AMD/XILINX合作開發(fā)了Veloce proFPGA CS平臺，該平臺采用了AMD Versal Premium VP1902自適應(yīng)SoC，具備高達(dá)前代器件兩倍的邏輯單元數(shù)量和I/O帶寬。這款高性能且完全可配置的系統(tǒng)允許設(shè)計(jì)人員在芯片可用之前通過大量軟件工作負(fù)載驗(yàn)證軟硬件集成。它提供了先進(jìn)的模塊化、可擴(kuò)展性和靈活性，滿足現(xiàn)代硬件和軟件工程師的驗(yàn)證需求。

首先，西門子獲得了AMD/XILINX Versal Premium VP1902器件的規(guī)格，隨后開始開發(fā)新款proFPGA CS平臺的硬件和軟件。獲取機(jī)械樣品后，西門子團(tuán)隊(duì)對其制造流程進(jìn)行了微調(diào)。接下來，雙方團(tuán)隊(duì)在軟件方面進(jìn)行合作，具體而言是西門子編譯和綜合工具與用于布局布線的AMD/XILINX Vivado堆棧之間的接口。第三個合作領(lǐng)域是在調(diào)試方面，VP1902自適應(yīng)SoC提供了更高的邏輯單元數(shù)量和I/O帶寬。

2. 高性能與可擴(kuò)展性

Veloce proFPGA CS系統(tǒng)不僅易于部署，還能快速進(jìn)行IC和軟件的硅前驗(yàn)證。其超過1850萬個邏輯單元、2000多個I/O以及最高可達(dá)112 Gbps速率的高速收發(fā)器，使其特別適合挑戰(zhàn)工程極限的應(yīng)用。此外，該系統(tǒng)還集成了Arm標(biāo)量處理器、PCIe Gen5、以太網(wǎng)和內(nèi)存接口的硬化IP，通過Versal可編程片上網(wǎng)絡(luò)簡化大型設(shè)備中的數(shù)據(jù)移動。

設(shè)計(jì)成效與應(yīng)用前景

1. 提升驗(yàn)證效率

得益于Veloce proFPGA CS的高性能、高速接口和可擴(kuò)展性，軟件團(tuán)隊(duì)能夠在芯片可用之前對軟件進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)試。該系統(tǒng)可從單個FPGA或桌面上的單刀片擴(kuò)展到適用于多用戶環(huán)境的多刀片機(jī)架安裝配置。用戶可以根據(jù)項(xiàng)目的具體需求靈活定義FPGA數(shù)量、互連和高速協(xié)議接口，極大地提升了驗(yàn)證效率。

2. 促進(jìn)產(chǎn)品成功

西門子proFPGA CS產(chǎn)品經(jīng)理Romain Petit指出，AI在軟件流程中扮演重要角色，能夠?qū)㈦S機(jī)RTL設(shè)計(jì)映射到大型FPGA中，并利用AI提高結(jié)果質(zhì)量和編譯的可靠性和穩(wěn)定性。通過這種方式，Veloce proFPGA CS系統(tǒng)不僅加速了設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程，還提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

3. 加速上市進(jìn)程

西門子原型設(shè)計(jì)產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)Juergen Jaeger解釋道：“Veloce proFPGA CS系統(tǒng)可用于數(shù)據(jù)中心、實(shí)驗(yàn)室或臺式環(huán)境，能夠連接到PCIe等外部接口以及各類外圍設(shè)備。當(dāng)今產(chǎn)品中的軟件內(nèi)容呈指數(shù)級增長，盡早驗(yàn)證軟件（又稱‘左移’）是產(chǎn)品成功和加速上市進(jìn)程的關(guān)鍵。”

結(jié)論

隨著AI和其他先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，芯片設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的驗(yàn)證方法已難以滿足需求。Veloce proFPGA CS作為一款高性能的原型設(shè)計(jì)平臺，憑借其先進(jìn)的技術(shù)和高度的靈活性，為設(shè)計(jì)師提供了一個強(qiáng)大的工具，幫助他們應(yīng)對日益復(fù)雜的驗(yàn)證挑戰(zhàn)。無論是數(shù)據(jù)中心、實(shí)驗(yàn)室還是臺式環(huán)境，該系統(tǒng)都能有效提升驗(yàn)證效率，確保產(chǎn)品的成功和市場競爭力。通過與AMD/XILINX的合作，西門子進(jìn)一步鞏固了其在電子設(shè)計(jì)自動化領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，推動了下一代智能設(shè)備的發(fā)展。Veloce proFPGA CS系統(tǒng)的出現(xiàn)，標(biāo)志著基于AMD/XILINX FPGA技術(shù)的芯片驗(yàn)證進(jìn)入了一個新的時代，為未來的技術(shù)創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。