推遲嵌入式軟件的測試也潛藏有錯過上市機遇的可能，會帶來更嚴重的後果。

 

zhengyinweiruci

，xiangmuzhouqideyanzhengbufenjidadizhanyongjihuashijianbianchenglehenchangjiandeshiqing。qizhongdegenbenyuanyin，zaiyugenzonghexiaochucuowujiweibuyi，youqishizaipianshangxitong (SoC) 的軟件內容以每年約 200% 的速度增長的情況下。與此相反，設計的硬件部分僅增長約 50%。

 

 

雖然虛擬原型和現場可編程門陣列 (FPGA) 原yuan型xing在zai早zao期qi嵌qian入ru式shi軟ruan件jian測ce試shi上shang已yi受shou到dao關guan注zhu，但dan對dui於yu軟ruan件jian和he硬ying件jian的de集ji成cheng並bing無wu助zhu益yi。前qian者zhe缺que乏fa追zhui蹤zong硬ying件jian錯cuo誤wu所suo需xu的de硬ying件jian精jing確que性xing，而er對dui於yu盡jin快kuai消xiao除chu錯cuo誤wu所suo需xu的de硬ying件jian調tiao試shi，後hou者zhe能neng力li有you限xian。

 

因此
，開發團隊和項目經理已轉而采用硬件仿真作為其驗證策略的基礎。硬件仿真是一種多功能驗證工具，有(you)許(xu)多(duo)相(xiang)關(guan)優(you)勢(shi)，包(bao)括(kuo)軟(ruan)硬(ying)件(jian)協(xie)同(tong)驗(yan)證(zheng)或(huo)測(ce)試(shi)硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)集(ji)成(cheng)的(de)功(gong)能(neng)。它(ta)已(yi)受(shou)到(dao)軟(ruan)件(jian)開(kai)發(fa)者(zhe)的(de)注(zhu)意(yi)，因(yin)為(wei)這(zhe)是(shi)能(neng)夠(gou)確(que)保(bao)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)通(tong)過(guo)底(di)層(ceng)硬(ying)件(jian)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)唯(wei)一(yi)驗(yan)證(zheng)工(gong)具(ju)。對(dui)於(yu)致(zhi)力(li)於(yu)調(tiao)試(shi)複(fu)雜(za) SoC shejideyingjiangongchengshilaishuo，zheyeshizhidezhuyide，yinweigongchengshikeyipingjiegaifangfazhuizongyingjianneideruanjiancuowuhuoruanjianxingweizhongdeyingjiancuowu。yingjianfangzhendeqitayoushibaokuokuaisuhuibiangongneng、軟件驗證

、全麵的設計調試和可擴展性，可滿足包括數十億應用程序特定集成電路 (ASIC) 門的設計。此外，它能夠以驗證嵌入式軟件和執行係統驗證必需的高速率來處理數十億驗證周期（圖 1）。

 

過去
，硬件調試和測試是項目周期驗證部分的唯一工作，此作業由硬件描述語言 (HDL) 測ce試shi平ping台tai驅qu動dong的de邏luo輯ji軟ruan件jian仿fang真zhen進jin行xing管guan理li。傳chuan統tong的de大da箱xiang式shi硬ying件jian仿fang真zhen隻zhi用yong於yu最zui大da型xing的de設she計ji。很hen多duo開kai發fa團tuan隊dui已yi采cai用yong正zheng式shi驗yan證zheng對dui軟ruan件jian仿fang真zhen進jin行xing補bu充chong，以yi增zeng加jia基ji礎chu覆fu蓋gai範fan圍wei並bing確que保bao不bu遺yi漏lou特te殊shu用yong例li。但dan是shi，隻zhi有you硬ying件jian仿fang真zhen可ke以yi在zai比bi較jiao可ke行xing的de時shi間jian內nei完wan成cheng SoC 設計的全部驗證任務，並緩解與基於事件的軟件仿真相關的運行問題。

 

 

SoC 的軟件內容使協同驗證成為驗證策略中一個非常重要的部分
，因為它可以在投片前確認一個嵌入式 SoC 的硬件和軟件部分同時得到驗證且正確交互。

 

過去
，如果設計流片後發生硬件問題

，軟件開發者必須盡其所能設法圍繞問題進行編碼。在 SoC wanchengzhiqianyanzhengruanjian，shejituanduikeyizaijinruguipianjieduanzhiqianjiejueyingjianwenti。ruqiansuoshu，yingjianfangzhenjianzhayongyuquebaoqianrushiruanjiangenjuguifanzaiyingjianshangyunxing。

 

過guo去qu使shi用yong各ge種zhong調tiao試shi引yin擎qing進jin行xing軟ruan件jian調tiao試shi。每mei種zhong引yin擎qing有you一yi個ge核he心xin，充chong分fen利li用yong硬ying件jian對dui處chu理li器qi內nei部bu工gong作zuo的de可ke視shi性xing和he控kong製zhi功gong能neng。雖sui然ran提ti供gong了le部bu分fen調tiao試shi功gong能neng
，但dan由you於yu處chu理li器qi提ti供gong的de接jie入ru方fang式shi，診zhen斷duan問wen題ti的de能neng力li受shou限xian。此ci外wai
，由you於yu傳chuan統tong軟ruan件jian調tiao試shi通tong常chang發fa生sheng在zai實shi際ji係xi統tong中zhong，軟ruan件jian開kai發fa者zhe以yi目mu標biao係xi統tong速su度du在zai實shi際ji硬ying件jian上shang執zhi行xing實shi際ji代dai碼ma。這zhe樣yang他ta們men可ke以yi通tong過guo大da量liang代dai碼ma迅xun速su找zhao到dao錯cuo誤wu的de程cheng序xu。

 

這些傳統技術在調試 SoC shiwuxiao
，yinweimeiyoushijiyingjian
，wufayizhenshixitongsuduzhixingdaima。yibanlaishuo，zhiyaozhixingdaimaqieruanjianmoniqitigongsuoyouyingjiankeshixing
，jikefangzhenyingjian。danwentishisudu - 調試代碼是很慢的一種方法。

 

例如，如果 SoC 設計為在 Linux 上運行程序
，軟件開發者必須以數十億時鍾周期完成 Linux 啟動，軟件才能開始執行。粗略估計這會以約 10 赫茲 (Hz) 的典型軟件仿真速度花費 28 年以上完成 Linux 啟動。

 

不管調試硬件還是軟件，傳統硬件和軟件調試工具都無法得知彼此的任何情況。如果采用複雜的大型 SoC 設計，嚐試找到問題時獨立完成兩種調試是效率低下的。

 

兩者結合是最為理想的方法，這樣硬件仿真就可以節約時間。SoC 硬件通常在 FPGA 或其他可編程器件中實施，速度更快。在此設置中，根據運行速度
，最快可以 15 分鍾的速度完成 Linux 啟動。硬件仿真可提供與硬件調試器相似的斷點和波形控製及可視性。

 

 

硬件仿真以其高性能（這是軟件需求推動的越來越重要的需求）在一眾驗證工具中脫穎而出。它能夠確認 SoC 設計按計劃工作，並適於處理大到十億 ASIC 等(deng)效(xiao)門(men)的(de)複(fu)雜(za)設(she)計(ji)，且(qie)每(mei)月(yue)可(ke)完(wan)成(cheng)超(chao)過(guo)一(yi)萬(wan)億(yi)驗(yan)證(zheng)周(zhou)期(qi)。即(ji)使(shi)是(shi)這(zhe)樣(yang)，現(xian)階(jie)段(duan)使(shi)用(yong)硬(ying)件(jian)仿(fang)真(zhen)進(jin)行(xing)徹(che)底(di)詳(xiang)盡(jin)的(de)功(gong)能(neng)驗(yan)證(zheng)仍(reng)然(ran)是(shi)可(ke)用(yong)的(de)最(zui)具(ju)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)且(qie)有(you)效(xiao)的(de)調(tiao)試(shi)方(fang)法(fa)（圖 2）。

 

引入事務級建模 (TLM) 和事務處理器可用性可將硬件仿真轉為一係列垂直市場的虛擬平台測試環境。事務處理器作為驗證知識產權 (IP) 組合的一部分，是外設功能或協議的一種高級抽象模型。事務處理器通常作為現成 IP 提供，可用於各種不同的協議。典型的事務處理器通常包括 PCIe
、USB、FireWire、Ethernet
、Digital Video、RGB、HDMI

、I2C

、UART 和 JTAG 器件。

 

 

先前，硬件設計獨立於要在芯片上執行的軟件的開發。但今非昔比，由於 SoC 處chu理li器qi數shu量liang翻fan倍bei且qie每mei代dai產chan品pin包bao含han兩liang倍bei的de軟ruan件jian內nei容rong，軟ruan件jian問wen題ti成cheng為wei開kai發fa團tuan隊dui和he項xiang目mu經jing理li優you先xian考kao慮lv的de對dui象xiang。現xian在zai
，開kai發fa團tuan隊dui證zheng實shi預yu期qi軟ruan件jian在zai硬ying件jian平ping台tai正zheng常chang工gong作zuo後hou
，SoC 才算完整。

 

SoC 是(shi)一(yi)個(ge)全(quan)麵(mian)的(de)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)

，需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)硬(ying)件(jian)仿(fang)真(zhen)來(lai)驗(yan)證(zheng)其(qi)能(neng)否(fou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。通(tong)過(guo)硬(ying)件(jian)仿(fang)真(zhen)，開(kai)發(fa)團(tuan)隊(dui)可(ke)以(yi)更(geng)策(ce)略(lve)性(xing)地(di)進(jin)行(xing)計(ji)劃(hua)，並(bing)根(gen)據(ju)多(duo)個(ge)抽(chou)象(xiang)層(ceng)麵(mian)實(shi)施(shi)調(tiao)試(shi)方(fang)法(fa)。他(ta)們(men)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)在(zai)硬(ying)件(jian)和(he)嵌(qian)入(ru)式(shi)軟(ruan)件(jian)之(zhi)間(jian)追(zhui)蹤(zong)錯(cuo)誤(wu)

，確(que)定(ding)問(wen)題(ti)所(suo)在(zai)。通(tong)過(guo)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)且(qie)有(you)效(xiao)的(de)方(fang)式(shi)
，他(ta)們(men)在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)節(jie)約(yue)了(le)時(shi)間(jian)
，大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)錯(cuo)過(guo)上(shang)市(shi)機(ji)遇(yu)的(de)風(feng)險(xian)。