SoC设计：虚拟原型成为主流

　　摘要：近期SoC的开发使虚拟原型对于软件和模型开发人员都更易于使用。本文阐述了虚拟原型验证技术将如何帮助数量不断增长的开发团队将更高质量的软件解决方案快速推向市场。

　　开发复杂的嵌入式系统是一门越来越昂贵的生意。根据研究公司IBS调查结果：系统级芯片(SoC)的开发成本从90纳米的两千万美元飙升到32纳米的接近一亿美元，同时软件开发成为开销增长最快的部分。通常，56%的嵌入式项目会被拖延，因为开发人员要花费将近四分之一的时间来进行测试和除错。此外，软件纠错在许多项目中成为了开发人员面对的一个关键问题，并且被看作是一个项目能否取得成功的最重要的部分。

　　另一方面，那些较早进入市场的公司则拥可有更高的产量，并且一直保持着大幅度的增长。在一个两年半的开发周期中将软件开发提速缩减7个月的时间，则在产品生命周期中可以额外增加5千万美元的收益(如图2)。

　　于是，顺理成章的是越来越多的软件团队会欣然接受一些可以帮助他们加速开发周期和编写更高质量代码的技术和流程。然后，当需要抉择时他们可以继续使用这些技术，如董事会会因为对更好的开发人员产品开发工作的赏识而给开发人员一种优势。

　　在虚拟原型验证解决方案出现在市场上的几年间，软件复杂度的增加以及开发成本的暴增正在驱动着主流用户对其的需求。　　

 

　　什么是虚拟原型?

　　虚拟原型是被开发系统的快速且具有完整功能的软件模型。因为虚拟原型可以执行未修改的产品代码，工程师不需要等到硬件(芯片或开发板)完成就可以开发软件。相对于传统的方法，这能够为软件开发团队在开发嵌入式系统时带来9~12个月的优势，并且在硬件真正完成时更易于配置系统。一旦硬件得以实现，虚拟原型可被用来调试发现难以查找的问题，为开发过程提供了更多的系统级可见度。

　　虚拟原型通过结合软件行为与硬件来提供一种平台级视图来加速软件纠错。这种视图使开发人员能够在数小时之内就能够辨识出缺陷的根本原因，而不是数天或数周。开发人员可以设置和重设硬件寄存器的值，停止和启动调试周期，或者在一个特定的、有问题的区域内放大观察，而无需对软件进行大的改变。

　　因为它们将硬件和软件相连，虚拟原型使设计团队能够更高效地沟通。使用者可以识别和纠正潜在的规格或阐释错误，并在整个硬件上使用各种软件驱动的脚本来验证系统。　　

 

　　虚拟原型还可以通过提升测试覆盖率来提高质量。开发人员可以进行更多的边界测试，更好地理解问题的潜在根本原因，以及通过生成和自动地对软件和硬件进行基于脚本的测试。

　　易于使用，易于导入

　　尽管虚拟原型技术被越来越多地采用，一些开发人员仍然坚持他们的观点，即虚拟原型技术很难使用和部署到他们的流程中。但是，业界一直以来都在努力克服这些曾经存在的导入障碍。

　　快速而准确的事务级模型的出现是成功的虚拟原型的关键。现在许多处理器供应商都发布虚拟模型以实现与其最新的内核的匹配。例如，Synopsys自有的DesignWare 知识产权(IP)库包含了完整的接口IP解决方案，由控制器、物理层(PHY)和验证IP组成，可适应于各种广为使用的协议、模拟IP、嵌入式存储器、逻辑库、处理器内核和子系统。