西門子的Veloce? proFPGA CS是一款專為軟件驗證和軟硬件系統(tǒng)集成優(yōu)化的原型設計平臺，基于AMD/XILINX的FPGA技術，支持從單個FPGA到多刀片配置的各種設計規(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證其設計功能，確保其按預期執(zhí)行，適用于各種復雜度的設計項目。

高效靈活的驗證工具

軟件驗證過程通常涉及運行周期準確環(huán)境下的軟件工作負載來測試和驗證SoC邏輯功能。仿真和基于FPGA的大規(guī)模原型設計是兩種主要的驗證方法。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的原型設計雖然靈活性較低，但能實現(xiàn)更高的執(zhí)行速度，這對于需要根據(jù)RTL設計驗證代碼的軟件團隊至關重要。

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

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SoC，具備高達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)允許設計人員在芯片可用之前通過大量軟件工作負載驗證軟硬件集成。它提供了先進的模塊化、可擴展性和靈活性，滿足現(xiàn)代硬件和軟件工程師的驗證需求。

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。獲取機械樣品后，西門子團隊對其制造流程進行了微調。接下來，雙方團隊在軟件方面進行合作，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。第三個合作領域是在調試方面，VP1902自適應SoC提供了更高的邏輯單元數(shù)量和I/O帶寬。

2. 高性能與可擴展性

Veloce proFPGA CS系統(tǒng)不僅易于部署，還能快速進行IC和軟件的硅前驗證。其超過1850萬個邏輯單元、2000多個I/O以及最高可達112 Gbps速率的高速收發(fā)器，使其特別適合挑戰(zhàn)工程極限的應用。此外，該系統(tǒng)還集成了Arm標量處理器、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)絡簡化大型設備中的數(shù)據(jù)移動。

設計成效與應用前景

1. 提升驗證效率

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

2. 促進產(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，能夠將隨機RTL設計映射到大型FPGA中，并利用AI提高結果質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)不僅加速了設計驗證過程，還提高了最終產(chǎn)品的質量。

3. 加速上市進程

西門子原型設計產(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、實驗室或臺式環(huán)境，能夠連接到PCIe等外部接口以及各類外圍設備。當今產(chǎn)品中的軟件內(nèi)容呈指數(shù)級增長，盡早驗證軟件（又稱‘左移’）是產(chǎn)品成功和加速上市進程的關鍵。”

結論

隨著AI和其他先進技術的發(fā)展，芯片設計變得越來越復雜，傳統(tǒng)的驗證方法已難以滿足需求。Veloce proFPGA CS作為一款高性能的原型設計平臺，憑借其先進的技術和高度的靈活性，為設計師提供了一個強大的工具，幫助他們應對日益復雜的驗證挑戰(zhàn)。無論是數(shù)據(jù)中心、實驗室還是臺式環(huán)境，該系統(tǒng)都能有效提升驗證效率，確保產(chǎn)品的成功和市場競爭力。通過與AMD/XILINX的合作，西門子進一步鞏固了其在電子設計自動化領域的領先地位，推動了下一代智能設備的發(fā)展。Veloce proFPGA CS系統(tǒng)的出現(xiàn)，標志著基于AMD/XILINX FPGA技術的芯片驗證進入了一個新的時代，為未來的技術創(chuàng)新奠定了堅實的基礎。