十年漫长探索 硬件仿真技术终成主流

　　现在，无需再为堆积如山的验证报告一筹莫展了，要知道，硬件仿真已成为主流，这让我们得以告别满是灰尘的车间，将工作转移到电脑桌面上。

　　这一转变并非一夜之间发生的，而更像是一段持续了十年的漫长旅程 — 但星星之火，势必燎原。为了宣传硬件仿真在解决日益增加的上市时间难题方面具备的优势，企业所倾注的不只是一个市场营销部门的精力。显而易见的是：对于验证程序、驱动程序、操作系统、应用程序和诊断功能所面对的越来越复杂的硬件设计以及嵌入式软件的井喷态势，推行仿真乃是一剂灵丹妙药。不过，这并非唯一的动力源泉，新的使用模式也加速了推行过程。

　　例如，传统的内电路仿真 (ICE) 模式不得不让位于基于事务的仿真模式(通常称为加速模式)。而这种基于事务的方法为在虚拟环境中集成仿真功能打开了方便之门。

　　仿真得以大行其道，几个专门的工程团队做出了不可磨灭的贡献，正是他们的努力让以前难以使用的硬件能够成为物超所值、易于使用的高效验证解决方案。

　　随着基于现场可编程门阵列 (FPGA) 的仿真方法的复兴，一度在新千年的前十年占据统治地位的基于处理器的方法逐渐走下了神坛。特别是，被一家供应商宣传为“片上仿真器”的自定义 FPGA 技术消除了曾经困扰最初基于 FPGA 的商业仿真器的缺陷 — 超长的设置时间、较长的编译时间以及存在诸多问题的设计可视化。

　　就算不考虑硬件实现，为满足日益庞杂的设计需求，芯片设计规模急剧增长，使得曾经备受推崇的硬件描述语言 (HDL) 仿真器难以跟上验证需求。更大的设计容量，加上多用户资源，提高了这种昂贵的验证技术的投资回报率。此外，还增加了一些用于自动化编译的新功能，以及类似于仿真器的调试功能，例如波形生成、断言和覆盖率检查。其他功能还允许执行功耗分析，以及切换活动跟踪以支持功率估算。另外，执行速度和硬件可靠性都有所提高。

　　在将近二十年的时光中，硬件仿真在验证领域都是被边缘化的。硬件加速器一度被认为既昂贵又难用，只有在拥有足够预算的半导体公司遇到最艰难的设计任务时才会使用。而如今，硬件仿真已经成为任何验证策略中的主角，因为它能够在最具挑战性的设计中找出最难发现的缺陷 — 尤其是当缺陷的影响跨越嵌入式软件和底层硬件之间的边界时。建立硬件仿真验证环境的时间从未像现在这样短 — 有时甚至能够在一天内完成设置，而且设计迭代次数大大减少，每天都能够进行多次迭代。

　　随着各大公司纷纷投资于硬件仿真，其使用越来越广泛。硬件仿真技术是在流片之前同时对设计的硬件和软件进行充分验证的唯一方法。硬件加速器是由从事极端复杂设计工作的顶尖项目团队所使用的一种工具演变而来的，现已成为一种主流、必备的工具，具备灵活、可扩展、多用途等特点，价值不可估量。