本文由
。芯片半导体 。越难工业纵横（ID ：ICVIEWS）编译自semiengineering 。芯片
曩昔
，越难仿真 。芯片曾是越难验证的仅有东西
，但现在挑选已变得多样 。芯片平衡本钱与收益并非易事 。越难 芯片初次流片成功率正在下降，芯片首要原因是越难规划杂乱度上升和本钱削减的测验 。这意味着办理层有必要深化审视其验证战略，芯片保证东西和人员的越难潜力得到最大发挥
。 自半导体年代伊始，芯片经过仿真验证规划是越难否具有所需功用，一向是芯片功用验证的中心 。当规划规划较小时
，这是一种简略有用的办法。但跟着规划规划扩展
，手动编写满足测验用例以掩盖一切功用变得不再实际
。测验渠道技能随之开展 ，完结了部分流程的主动化
。这在一段时刻内有用，但现在却导致验证变得高度杂乱且低效——芯片初次流片成功率的下降便是明证。 “众所周知 ，跟着芯片杂乱度以每18个月翻一番的速度添加
，验证状况空间呈指数级胀大
，”。Cadence 。产品办理团队总监皮特·哈迪（Pete Hardee）表明 ，“仿真一向是首要验证办法
，但五年前验证一个相对简略的 。处理器 。内核需求10¹³次仿真周期 ，而验证。GPU 。则需求10¹⁵次 。”现在
，这些数字更是高出了几个数量级。 “仿真办法缺少 。智能 。
，”Ansys产品营销总监马克·斯温嫩（Marc Swinnen）指出
，“你输入一个向量 ，调查效果；再输入另一个向量
，再调查效果
。但你并不清楚每个向量的预期作用和方针 ，因而基本上是在进行蒙特卡洛。模仿 。
，寄希望于掩盖一切极点状况 ，或企图主动导向这些状况
。” 。 仿真早已无能为力
。“短期内 ，进步仿真速度是处理方案
，这也推进了仿真商场的爆发式添加，”Real Intent首席履行官普拉卡什·纳拉因（Prakash Narain）表明 ，“咱们需求更强的核算才干 。与此一起 ，办法验证开端锋芒毕露——它并非与仿真齐头并进 ，而是填补了仿真在要害功用行为全掩盖上的缝隙
。”。 现在 ，多种验证技能可与仿真互补，但许多团队难以将其成功整合到全体办法论中 。原因包括
：需求各类专家才干正确运用这些技能；无法展现全体发展或完结度；部分团队仍依靠现有办法的经历性成功 。 静态验证和办法验证东西各有优势
，一类凭借
。人工智能 。技能的新东西也开端呈现。例如
，辅佐东西可在代码开发进程中保证其可靠性
，或履行等价性查看
。团队需求继续评价每种东西的价值 ，一起了解要挟其成功的缺点来历和类型 。 功用验证流程的全面评价
，始于了解芯片或许失利的原因 。“某些产品的作业办法数量激增 ，”。是德科技。（Keysight）新机遇业务司理克里斯·穆思（Chris Mueth）表明
，“只需其间一种办法未经历证 ，产品就或许失利 。怎么记载一切办法 ？怎么树立验证流程以包括一切办法组合
？怎么记载功用要素
？”。 首要需求了解缺点的实质 ，这将决议发现缺点的最佳东西 。“芯片流片后呈现的缺点 ，要么是规划中的结构性缺点
，如溢出/下溢 、不知道状况（Xs）
、有限状况机（FSM）问题 、死代码、冗余代码；要么是规划中的语义差异
，如功用缺点 ，”Axiomise首席履行官阿希什·达尔巴里（Ashish Darbari）表明 ，“办法验证东西可经过运用驱动的流程 ，在规划启动时主动剖析并发现大多数结构性缺点，这大幅节省了功用仿真的开支 。” 。 从理论上讲 ，办法验证比较仿真具有严重优势 。“无需编写测验用例来鼓励被测规划（DUT）的一切行为并验证不良反应 ，办法验证东西会主动生成鼓励 ，”Cadence的哈迪表明 ，“除非遭到束缚
，不然办法验证东西会考虑一切或许的输入组合
。跟着咱们走出特定运用年代 ，这一优势益发明显。咱们将DUT的预期行为界说为一组特点 ，要么证明这些特点在一切状况下都建立
，要么得到潜在缺点的反例。”。 没有任何一种技能能独立处理问题
，需求找到最佳组合办法。“操控这种杂乱性所需的悉数才智
，蕴含在办法论和。工程师 。身上，”Real Intent的纳拉因表明
，“咱们一向在为这些东西投入更强的核算才干 ，但这正是问题所在 。另一种思路是从底子上质疑
：依据布尔逻辑的传统技能能否应对这种杂乱性爆破
？这正是静态验证的用武之地
，由于它们更笼统 。但静态验证的问题在于依靠笼统，而这种笼统依靠于针对特定问题的定制化技能 。” 。 没有放之四海而皆准的处理方案
。“历史经历需求融入验证环境 ，”弗劳恩霍夫IIS自习惯体系工程部分高档混合 。信号。主动化团队司理本杰明·普劳奇（Benjamin Prautsch）表明
，“办理层很难了解这一点 ，由于需求处理许多细节
。测验IP或验证IP专家把握的信息成为重要财物。有必要将两者结合 ，而且一旦现场呈现过错或规划存在缺点 ，有必要将其归入规划攻略或添加断语 ，以改善全体测验和验证环境
。” 。 躲避本钱巨大。“现在改动速度极快，假现在日不采纳举动 ，三个月后或许会堕入更糟糕的地步 ，”Synopsys办法验证高档产品总监张晋（Jin Zhang）表明
，“看看大言语模型（LLM）每周都在更新的速度 ，你有必要晋级东西 、拥抱新技能，别无挑选
，不然将被筛选。”。 失利本钱相同昂扬 。“因而，改动看似有用的现有办法需求战胜巨大的恐惧心理 ，”纳拉因表明，“这便是为什么人们仍依靠传统验证签收办法。时机在于‘左移’——尽早布置验证技能 ，在缺点修正本钱低且快速的阶段发现问题
。虽然这或许不会影响当时的仿真作业，但跟着仿真中发现的过错削减
，对‘左移’的依靠将逐步添加。”
。
小过错引发大问题 。 首要需求了解或许要挟成功的缺点类型 。在许多状况下，这些缺点在流片前才被发现 ，看似极点杂乱，但实际上很多是由深埋在逻辑中的小过错导致的
。“经过运转静态查看（lint）和办法特点验证
，很简略发现计数器中的功用缺点，”Axiomise的达尔巴里举例称 ，“它或许导致SoC中的
。DDR 。功用计数器溢出。在一个实在事例中 ，规划验证（DV）团队花了三周时刻经过仿真调试，终究发现问题出在计数器上 。”。 办法验证的传统缺点是核算密布，这意味着它仅用于小规划（一般是操控途径主导的）模块和子体系 。“具有挖苦意味的是 ，推进验证需求爆破式添加的核算才干进步 ，反而使办法验证更有用
，”哈迪表明
，“现代办法验证东西可验证中型处理器内核 ，关于大型处理器
，可先将其分解为子体系 ，再在顶层运用分治战略创立端到端特点进行验证 。办法验证还能在数分钟或数小时内全面验证杂乱数学模块。例如 ，32位整数乘法器（GPU或 。AI。加速器中许多算术逻辑单元或数学协处理器的典型构建模块）有2⁶⁴种或许的输入组合 ，经过仿真掩盖一切组合是不可行的
。” 。 办法验证的方针不只限于功用验证 。“咱们布置了一种新式面积剖析运用 ，用于检测芯片中耗费功率的冗余触发器和门电路
，”达尔巴里表明
，“经过办法特点验证
，用户无需任何测验渠道或测验用例，即可快速剖析整个SoC 。陈述效果令人震惊，尤其是考虑到这些规划此前已经过仿真验证 。”。 办法验证的人物正在改动 。“曩昔 ，人们运用特点验证来验证简略的部分断语
，”Synopsys的张晋表明 ，“例如，验证有限状况机的状况转化 ，这些被称为部分特点
。但近年来
，要点已转向验证端到端特点——为输出编写特点 ，并从输入推导逻辑
。这些特点更杂乱 ，验证难度更大 ，需求更多技能 ，但与仅在规划中分布部分特点比较 ，能捕捉到更多实在规划缺点和极点状况缺点 。” 。 办理层需求准确衡量验证本钱
。“没有衡量 ，整个证明就依靠经历性成功 ，”达尔巴里表明
，“这或许存在偶然性 ，且在很大程度上取决于技能 、辅导、办理和经历等要素 。假如办理层经过衡量验证本钱（包括东西 、人力、测验渠道建立
、测验渠道运转和调试本钱，以及未发现缺点的本钱）来评价出资回报率（ROI）
，效果将有用指示哪些办法可行 、哪些不可行
。办法验证并非全能，仿真仍需用于验证办法验证的假定 ，但两者的正确结合能产生惊人作用 。” 。 办理层正在倾听
。“几年前
，推行办法验证的办法是向办理层展现其发现的仿真团队遗失的缺点，”哈迪表明 ，“在没有认识到办法验证价值的安排中 ，这有时仍有必要 ，但这类安排已越来越少 。现在 ，办理层开端信赖由办法验证专家带领的小型团队
，他们能以仿真团队验证相似模块所需时刻的一小部分
，完结高度杂乱模块的全面验证 ，并供给更具结论性的验证效果 。” 。
展望人工智能 。 人工智能技能开展迅速 ，在会议上宣布的效果或许已落后一代或两代 。“人工智能辅佐工程或许会为你生成很多规划和验证IP ，”是德科技的穆思表明
，“人们需求一段时刻来习惯并学会信赖这些效果。但在这种办法下，作业重心将转移到流程前端——指定需求和参数 ，让AI引擎履行使命 。规划进程将与 。机器学习 。引擎互动，呈现出不同的形状。前期的需求和参数设定至关重要
，这能让引擎高效完结作业 。”。 验证一向关乎比较两个模型并辨认差异。“人们正在讨论怎么将大言语模型（LLM）和其他人工智能办法融入验证办法论
，”弗劳恩霍夫的普劳奇表明 ，“一种办法是寻觅需求文档与验证测验渠道之间的差异
，以辨认缝隙 。这仅仅其间一个方面 ，咱们等待看到此类东西的开发
，以支撑验证工程师——这并非企图完结彻底主动化，而是为了辅佐工程师并盯梢一切信息。” 。 发展已在产生 。“咱们已在运用生成式人工智能（GenAI）创立System 。Verilog 。断语 ，”张晋表明 ，“办法验证运用的首要妨碍是需求创立特点，而GenAI能协助下降这一门槛 。这项技能已被部分客户投入生产运用 。依据规划和测验方案
，它能为你生成断语 ，这大大进步了功率。”。 一些公司已在运用辅佐东西
。“它们使规划的初始编码（如人工输入等）愈加简略 ，”纳拉因表明 ，“但也带来了可变性和输出准确性等问题 。因而 ，验证变得愈加要害——保证不管选用何种办法创立规划，都能经过全面验证 。这为融入人工智能技能供给了时机
，而这相同关乎‘左移’。假如辅佐东西和人工智能技能能推进验证‘左移’的运用场景 ，将是重要的前进
。”
。 跟着大言语模型生成质量的进步 ，一切人都将看到功率的进步。“我以为GenAI将改动游戏规则
，使办法验证普及化 ，”张晋表明
，“曩昔
，办法验证由专业工程师担任
，但现在企业逐步意识到有必要在流程前期引进办法验证
，且应由规划者主导 。曩昔 ，规划者一般仅提取少数办法特点
，不会编写很多断语
，而GenAI能协助他们在规划中添加更多断语并真实获益。这项技能必将推进办法验证在职业中的更广泛运用
。” 。
运用办法验证 。 运用办法验证并非简略购买东西并刺进流程。办法验证可经过多种办法处理特定类型的问题 。哈迪将其分为三类： 规划者办法验证：寄存器 。传输级（RTL）规划者可运用办法验证完结“左移”
，尽早交给更高质量的代码； 中心办法验证：经过穷举证明进步验证质量；
SoC集成办法验证：分管仿真的特定使命
，发现极点状况缺点
。 了解模块级
、子体系级和全体系级验证的差异至关重要 ，办法验证的人物在不同层级有所不同
。“在IP级或子体系级 ，团队应运用静态办法（如lint和办法验证）而非仿真 ，”张晋表明，“在体系级和SoC级 ，则应运用动态办法进行验证
，由于办法验证在该层级难以扩展 。”
。 虽然SoC级或许需求仿真，但这并不意味着扫除办法验证。“在有方案地运用办法验证的场景中 ，出资回报率惊人，”达尔巴里表明，“工程师和办理层都认可对办法验证的出资 ，由于它能更快发现缺点 、防止从头流片，并协助优化仿真
。首要问题仍是工程团队缺少编写办法验证断语的满足训练 。当由经历丰富的专家运用时，办法验证能够对体系级和子体系级规划 、处理器功用安全及安全验证进行签收。” 。 规划的改动也要求办法论随之改动 。“规划不再局限于特定运用 ，在规划时 ，底子无法界说这些芯片需求处理的一切作业负载，”哈迪表明 ，“这意味着咱们有必要验证一切或许状况 。在特定运用年代
，理论上能够界说包括一切指定场景测验的验证方案
，并依据该方案衡量掩盖率——即便如此
，界说‘何时完结验证’已很困难；而现在 ，即便运用受限随机办法 ，咱们也永久无法确认仿真测验是否满足 ，因而无法判别何时完结验证
。” 。 革新需求时刻。“许多可进步规划和验证团队功率的技能没有得到运用，”张晋表明，“从头调整验证办法论 、在流程中引进最新技能 ，需求时刻 ，而杂乱度的进步和处理问题的时刻缩短加重了这一应战。不幸的是，团队有必要评价现有办法论
，了解当时可用技能
，并探究怎么使用新技能改善流程
。有了GenAI ，我信任三到五年内验证流程将产生巨大改动
，主动化和生成式技能将大幅添加 ，咱们将看到智能驱动的流程
。一旦一切主动化技能老练 ，芯片一次流片成功率或许会明显进步 。” 。
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