Socionext 提供领先的验证服务，帮助客户降低与 ASIC 和 SoC 设计流程相关的风险。在 FPGA 原型设计平台上实施大型 SoC 设计，可以减少可能需要代价高昂的重新设计和产品延迟的错误、缺陷和故障，在此方面我们拥有广泛而深入的专业知识。

(资料图片仅供参考)

Socionext 拥有使用各种 FPGA 原型设计平台的经验，包括 Synopsys HAPS、Protium 和 S2C。 公司是少数能够以现代设计要求所需的规模在 FPGA 平台上实施整个 SoC 的公司之一。

在这篇博文中，我们将探讨使用 FPGA 进行原型设计的好处，以及为什么 Socionext 可以帮助您管理和降低即使是最复杂的 ASIC 和 SoC 设计的风险。

SoC 和 ASIC 设计的 FPGA 原型设计概述

在 FPGA 中制作 ASIC 和 SoC 处理器原型可以减少延迟，在流片前后阶段使用可以加快产品上市时间。 芯片验证是设计周期的重要组成部分，需要并行进行。验证可以确保芯片的所有部件或功能都正常工作。

使用固件验证设计

传统的验证技术，如 RTL（寄存器传输级）模拟、门级模拟、系统级模拟、BIST（内置自测试）、DFT（可测试性设计）验证等是有用的，但通常不足以确保 SoC的成功。

传统的 RTL 仿真可能需要几天或几周的时间，例如，模拟通过各种管道移动视频输入图像，在 SoC 处理后的视频或数据输出到外部 I/O 之前分析数据是一个复杂的测试过程。加速这种模拟对于成功验证 SoC 至关重要。

使用真实的硬件平台对于准确和彻底的功能测试至关重要。示例包括测试通过 PCIe 或 USB 将视频输出到外部主机 PC、在显示设备上显示视频或使用串行链路将数据发送到另一个设备的相机。

为了测试连接到 SoC 的所有组件是否正常工作，固件和软件开发对于硅片可用之前的仿真至关重要。

如果芯片测试发现问题，了解问题是出自固件 (FW) 还是芯片至关重要。固件用于验证硅片，也可作为开发人员的基础层来创建作为用户骨干的软件。

测试连接到 SoC 的外部硬件组件也必须在芯片可用之前完成，并且此测试必须使用物理设计，任何问题都必须在流片前解决。具有真实硬件/数据的 SoC 设计的性能监控和测量也必须在 tapeout 之前进行。 硬件平台上 SoC 的 FPGA 原型设计为所有这些测试提供了工具。

FPGA 原型制作过程的工作原理

Socionext 经验丰富的 FPGA 团队在 FPGA 平台上实施客户的 SoC 或 ASIC 设计以进行功能测试和原型制作。在设计过程中，可能的功能和基本测试的数量是有限的。因此，客户和 SoC 合作伙伴必须在整个设计过程中通力合作，使用 FPGA 原型编写固件、测试功能、执行 ECO（工程变更单）和重新测试，以确保设计正确且运行良好。Socionext与每个客户密切合作，在他们添加更多特性和功能时不断开发原型固件。

Socionext 的验证服务同时完成两项关键任务：

使用固件验证设计的功能并确保固件正常工作。

同样的 FPGA 原型还允许客户在硬件FPGA原型设计平台上使用实际设计测试其他产品组件。

由于这两项活动与物理设计同步进行，因此它们有助于加快设计过程和最终的生产时间。

一般测试过程概述：

使用 SoC 所需的组件在硬件平台上通过 FPGA 原型进行连接和测试。

该团队对芯片设计和固件进行重新编程，直到 SoC 设计完成且无错误，然后才开始最终制造。

在 FPGA 硬件平台上进行的测试通常会揭示 SoC 连接组件的性能挑战。在这种情况下，设计团队可以通过更改组件选择、性能测试和其他操作来解决这些问题，以在芯片从代工厂返回之前验证性能。

Socionext 的 FPGA 原型制作和设计能力

一些公司的设计有数百万和数十亿个门。 Socionext 已经处理了 2 亿、3 亿和 5 亿个门设计。 将那么多门放在单个 FPGA 上测试是不可能的，所以 Socionext 在带有多个 FPGA 的板上实现了这些复杂的设计，每个 FPGA 最多有 4 个 FPGA，并且具有堆叠的能力。 有时将 4、5 或 10 个 FPGA 板堆叠在一起，将整个设计放在板上进行固件测试。 这种原型制作非常复杂，但 Socionext 拥有交付它的专业知识和经验。

除了在多个 FPGA 上实施设计外，Socionext还可以对设计进行分区以适应不同的FPGA。 尽管 FPGA 的工作速度比 ASIC 慢得多，但速度足以运行拍摄视频和捕获网络数据等任务，将其发送到处理接口以执行传递给下一个芯片或补丁的某些中间决策。

SoC 通常较大且复杂，具有各种类型的接口，需要在此设计阶段构建和测试。 移动设备接口可能包括以太网、SD 卡、MIPI、HDMI 等，这些连接器需要在 FPGA 平台上可用以进行测试验证。 由于它们并非都来自单一原型平台，因此 Socionext 拥有适用于大多数标准接口的平台兼容子卡。我们还构建了连接到这些平台的定制卡，包括充当接口的子卡。

Socionext 简化了 FPGA 原型设计和流程改进。 我们的团队可以综合设计、将设计加载到 FPGA 上并执行功能和性能验证。

在 HAPS 等 FPGA 平台上同时开发固件，使 Socionext 能够为客户提供相同的数据格式。 这意味着客户的 FPGA 板可以加载相同的数据设计数据库，然后从他们这边运行测试。 这种协作使客户能够专注于在他们的设计之上添加更多层或软件，而 Socionext 则建立在最初的一层或两层软件之上。 客户还可以通过将其他合作伙伴的基础设计与 Socionext 提供的第一层或固件一起用于在其上构建软件来实现这一点。

用例示例：Socionext 如何为相机测试视频数据

市场上没有多少 FPGA 板可以使用 MIPI 接口运行相机，而 Socionext 是首批提供此类功能的公司之一，客户对此功能的需求越来越大。 Socionext 提供独特的设计，模仿相机数据以生成测试方差，使我们的客户能够测试整个数据路径。 Socionext 也有使用 MIPI 芯片的子卡和子卡顶部的摄像头，因此客户可以将使用 MIPI 芯片的摄像头连接到 HAPS 板上。

此外，Socionext 还开发了一种内部测试机制/生成器，可以模仿相机运行测试，从而节省客户时间。 例如，Socionext 拥有用于生成、收集和分析用于实验室测试的视频数据显示的设备。

Socionext 提供的这些独特服务使我们的客户能够同时生成多个数据集和分析。 我们的单一设备生成器可以通过将各种视频或图像文件格式发送到电视、电话、汽车和其他移动设备来验证使用不同类型相机的众多显示通道。

Socionext 还提供协议生成器和分析器，以确保每个接口都符合全球标准。

使用 Socionext 加速您的下一个 SoC 或 ASIC 设计

Socionext 广泛的产品组合包括 900 多种经过验证的设计，以及在交付快速上市、大批量、领先的技术和工艺方面的良好记录。 Socionext 提供服务以满足客户复杂的 ASIC/SoC 设计要求，包括固件开发和 FPGA 原型制作。