淺談硬件仿真技術克服五大主要物聯網和網絡驗證挑戰

我們的產品設計涉及到更多協議和數十億門設計，還要最大程度降低能耗，軟件也變得日益繁多復雜，對于網絡應用，還存在數百個交換機和路由器端口，因此我們需要可擴展的虛擬硬件仿真。
　　我們需要進行大量驗證，來設計用于組成物聯網 （IoT） 和網絡生態系統的產品和網絡。這些都是非常復雜的大規模設計。它們使用大量的軟件，而且必須滿足嚴格的低功耗要求。因此，它們需要經過大量的驗證周期，才能得到充分的運用和調試。
　　IoT 設計和網絡設計的五大特征對驗證工作具有重大影響。這兩種設計具有以下四大共同特征：“每顆芯片實現更多的協議”會更好、設計規模更大且更加復雜、對低功耗的要求更高，以及更多軟件。網絡系統還面臨著第五個挑戰：交換機和路由器端口的數量持續增加。
　　
　　圖 1.IoT 設計面臨的四大難題 （Mentor Graphics）。
　　只有硬件仿真才能夠提供足夠的容量、速度和功能，讓您能夠高效地完成大量驗證?，F在，我們還需要認真考慮應該如何使用硬件仿真。傳統的電路內仿真 （ICE）不僅無法支持迅速增長的互聯網芯片端口數的需求，對于測試IoT設備上的眾多接口協議也不實用。我們需要舍棄傳統的電路內仿真，而轉向以軟件為中心的虛擬硬件仿真。
　　首先，我們將討論這些挑戰，然后再介紹它們的解決方案。
　　IoT 和網絡設計的主要挑戰
　　1.每個芯片需承載更多協議
　　由于更多應用程序和功能需要同時連接到網絡，因此每個設備所使用的協議數量在不斷增加。例如，手機需要連接到云存儲空間、播放流媒體格式的音視頻、運行各種應用程序以及撥打接聽電話和收發文本信息。
　　所有這些協議本身可能非常復雜。但因為在不同協議之間以及它們與設計的其余部分之間存在如此多的通信和交互，因此它們會呈現出許多棘手的需要檢查甚至調試的場景和邊界情況。
　　將所有這些協議都置于單個 SoC 上，將會大幅增加硬件復雜度。芯片的內外部通信協議越多，驗證設計所需的驗證周期就越長。
　　
　　圖 2.IoT 提高了每顆芯片的協議使用要求 （Mentor Graphics）。
　　2.設計規模更大
　　設計規模更大的協議集成會增加復雜度和尺寸。此外，各種功能、多處理器和嵌入式軟件也會增加其復雜度和尺寸。消費者希望產品能夠處理更多功能。這些設備必須提供集成的數字、音頻、語音和數據功能，且始終保持運行和連接狀態。
　　集成的功能數量越多，運行的并發性也就越高。這使得驗證系統變得越發困難，因為一個系統可能包含數十億門。因此，我們必須重新考慮驗證技術，這是不言而喻的。