ASIC-Prototyping mit FPGAs im Aufwind

Was kommt als nächstes?

Die Vorteile des ASIC-Prototypings mit FPGAs stehen außer Zweifel:

  • Es können alle nötigen Verifikationen durchgeführt werden, um gleich im ersten Anlauf eine erfolgreiche Halbleiter-Implementierung zu erreichen.
  • Höchste Performance, um alle Funktionen abzutesten; die Geschwindigkeit der Software-Simulation wird um einen Faktor von über einer Million übertroffen.
  • Reale Stimuli anstatt unvollständiger Testbenches.
  • Plattform für Software-Entwicklung.
  • Vorsprung bei Firmware- und Treiberentwicklung.
  • Plattform für Systemintegration und -verifikation.
  • Interaktionen zwischen Hardware, Betriebssystem und Peripheriefunktionen lassen sich untersuchen und ihre Korrektheit sicherstellen.

Vorbei sind die Zeiten, als ein Designteam schnell einen Ad-hoc-Prototypen bauen und das Design verifizieren konnte. Um das gesamte Potential des Prototypings nutzen zu können, muss man es als eine leistungsstarke, durchgängige Verifikationsmethodik betrachten, die als Ergänzung zu anderen Tools wie Simulation und formelle Verifikation zum Einsatz kommt. Allerdings resultiert dies in der Forderung an die EDA-Anbieter, ihren Kunden umfassende, einfach anzuwendende und bezahlbare Prototyping-Lösungen anzubieten. Es kann nicht angehen, die Verantwortung für die reibungslose Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Tools an den Endanwender zu übertragen. Das Prototyping muss sich also weiterentwickeln.

Gefragt sind klassenbeste Hard- und Softwaretools, integriert in eine einfach anzuwendende Lösung. Ausgangspunkt ist ein Design-Implementierungs-Tool, welches das ASIC-Design einliest und aufbereitet, partitioniert und auf mehrere FPGAs abbildet, ohne die Funktionalität des ASIC anzutasten. Interventionen seitens des Anwenders müssen sich ebenso wie etwaige Design-Modifikationen auf ein Minimum beschränken. ASIC-spezifische Konstrukte wie etwa Clock Gating, ASIC-Memories, DesignWare-Komponenten, Design- Constraints usw. sind automatisch umzuwandeln und auf die entsprechenden Board- und/oder FPGA-Ressourcen abzubilden. Damit dies effizient und korrekt geschehen kann, muss diese Multi-FPGA-Implementierungs-Software detaillierteste Informationen über das zu verwendende Prototyping-Board enthalten.

Ebenso muss das FPGA-Board selbst nicht nur höchste Qualität und Zuverlässigkeit bieten, sondern auch so flexibel und erweiterbar sein, dass es für jedes ASIC-Design geeignet ist. Nicht vergessen werden darf, dass das Prototyping-Board für die Verifikation eines hochwertigen ASIC-Designs verwendet wird und deshalb mit weitreichenden Selbstüberwachungs- und Selbsttest-Funktionen ausgestattet sein muss. Nur so lässt sich gewährleisten, dass ein festgestellter Bug tatsächlich im Design liegt und kein Restrisiko verbleibt, dass der Fehler eventuell auf eine Störung im Prototyping-Board zurückzuführen ist.

Schließlich ist auch das Problem des Design-Debuggings anzusprechen und zu lösen. Was nützt es, wenn Fehler zwar schnell gefunden werden können, die so eingesparte Zeit aber vom Analysieren und Beheben der Bugs wieder aufgezehrt wird? Gefragt sind hier innovative Konzepte wie die TotalRecall-Technologie von Synplicity, die ähnlich einem Simulator den vollen Einblick in das Design ermöglicht und gleichzeitig das RTL-Debugging der FPGA-Prototypen gestattet. J. Jaeger/go

Siehe auch:

Assertionsbasierte Verifikation: Für und Wider