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Siemens EDA、第2世代のSoC検証エミュレータを4製品発表

Siemens EDA(旧Mentor Graphics)は、LSI設計をハードウエアレベルで検証するエミュレータVeloce(ベローチェと発音)の次世代版の検証システムを発表した。今回の検証システムでは、ハードウエアマシンだけではなく、協調設計で必要な仮想プラットフォームでのソフトウエア検証ツールVeloce HYCONを含め4製品を用意した。

Veloce emulation and prototyping

図1 LSI設計検証の4つの新製品ツール 出典:Siemens EDA.


LSI設計では今やLSI全体の回路が出来てから、それに搭載するソフトウエアを開発するのではなく、最初の段階でハードウエアの仮想的なプラットフォームをまず作成する。その仮想プラットフォーム上でソフトウエアを開発し始める。そのソフトウエアのワークロードが応用市場で適切かどうかといった解析を実際にシミュレーションするために、検証ツールVeloceにソフトウエアを載せ検証する。このため、ソフトウエアとハードウエアのハイブリッドという意味で、HYCON(HYbrid CONfigurable)と呼ぶ。

SoCのハードウエア上ではシリコン上に集積すべきIPブロックをRTL設計、さらにそれらを組み合わせてSoCのRTL設計を行いRTLレベルを完成させる。その後、ゲートレベルの回路に落とし、ネットリストで回路配線情報を作成するが、ネットリストの作業は最近論理合成ツールで一気に行うことが多い。最後に配置配線レイアウトを済ませる。

この間、設計工程ごとに正確に記述されているかどうか、バグがないかどうかなど検証作業が入り、後半で配線上の不具合でレーシングやスキューなどタイミングの問題を起こさないように検証するが、ソフトだけでは十分に評価しきれないため、ハードウエアでの検証作業が欠かせない。

今回の新製品の検証ハードウエアエミュレータは、コンピュータそのものであるVeloce Strato+と、FPGAボード10枚からなり、プロトタイピング可能なVeloce Primo、そしてFPGA上でSoCのプロトタイピングが可能なVeloce proFPGAの三つを揃えた。


Veloce Strato+ : key improvements from Veloce Strato

図2 第2世代のLSI設計検証エミュレータVeloce Strato+ 出典:Siemens EDA


最初のVeloce Strato+は、第1世代のVeloceをアップグレードしたハードウエアエミュレータであり、最大150億ゲートのSoCまで拡張できる。第1世代と比べ、1.5倍の容量を持ち、100万ゲート当たりの消費電力は12Wだという(図2)。設計の早い段階で仮想的なSoCモデルを構築し、実際のファームウェアやソフトウエアをVeloce Strato+で走らせて検証する。論理の検証が済んだら、次はタイミング検証である。

同じ設計をVeloce Primoでは、実際の近いスピードでSoCモデルを動かし、ソフトウエア/ハードウエアのインターフェイスを検証し、アプリケーションソフトウエアを走らせることができるという。Veloce Strato+とVeloce Primoは同じRTL、同じ仮想検証環境、同じモデルを使って検証する。

また、SoCをFPGAでプロトタイピングする場合はボードのVeloce proFPGAを使って検証しSoCを評価できる。Veloce Primoは、FPGAを搭載したボードを10枚搭載した1台の筐体を4台ラックに搭載したもので、最大で320個のFPGAを搭載している。半導体企業がプロトタイピングでSoCをFPGAで作製しそのSoCを検証するのに使われている。

AMDのCPUであるEPYCプロセッサや、ArmのCPUコアの開発にもFPGAプロトタイピングの検証に使われたとしている。

第1世代のVeloce Stratoには独自に開発したチップCrystal3を搭載していたが、今回の第2世代ではチップも新規に起こした。新チップCrystal3+は、2.5DのSoCであり、前世代のVeloce Stratoでは16チップを搭載していたが、今回のマシンには24チップを搭載したという。

検証用のエミュレータは大手の半導体メーカーはVeloceを買い上げるが、それ以外の半導体メーカーはプロジェクトベースでリース契約するケースが多いという。また国内では品川にあるメンターグラフィックスジャパンのオフィスに設置しているVeloceをリモートでも使えるようにしているという。

(2021/04/23)

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