负责企业市场和业务开发的副总裁Steve Glaser指出,随着IC设计的规模和复杂程度越来越大,以及SoC的大量出现,验证成了众多设计公司最难解决的问题之一,功能验证所花的时间占整个IC设计时间的60%~70%。当各个设计公司开始纷纷采用90nm工艺的时候,高度复杂的系统、极小的硅片尺寸和越来越短的项目周期使验证成了工程师的噩梦,他们常常需要进行数千次的验证和每天处理数百吉字节的数据。加之,产品市场化的速度也要求日益加快,因此如何缩短设计的开发周期、提高设计质量、在设计伊始尽可能的保证设计的正确性,成了设计工程师最需要解决的问题。所以获取全新的验证方法和建立完善的验证环境,自动产生测试向量,并自动调用仿真结果来快速进行除错已变得越来越重要。
Verisity的验证过程自动化(VPA)解决方案覆盖所有的领域和软硬件,可对完整的验证过程进行自动处理和简化,提高生产率、可预测性和设计质量,从模块级到芯片级,再到系统级和项目级,相互透明的各个层次实现了设计流程的良好衔接,使客户能够一次就设计成功。
VPA方案基于Specman技术,主要由vManager、SpeXtreme和SpeXsim三部分组成。vManager验证管理工具从复杂验证项目的规划及目标设置实现管理自动化,并且能够引导用户从制定计划、目标设定到最后验证收敛的这个过程,并且还能够分析故障和数据覆盖以及控制验证收敛的步骤。SpeXtreme可进行高性能的芯片和系统级验证,加速处理速度和进行系统级仿真。SpeXsim用于功能块和芯片级的验证,是多层次、可复用的验证方法。所有这些都基于Specman技术。VPA方案还包括许多能够提高验证效率和精度的工具。
Specman Elite使用户能够通过规则的定制来使整个功能验证过程自动化,检测硬件设计中存在的严重缺陷,不仅提供了高质量的产品也缩短了产品的上市时间。Specman Elite的方法能够查找在用Verilog或者VHDL设计时所没有考虑到的小错误,这些小错误主要是由于规格上的模糊定义或者目标系统未按照所料想的使用而引起的。
eAnalyzer是直观的静态分析和方法学的工具,通过结合规则和方法学的检查,同时根据eRM规则和覆盖率驱动的验证方法,简化了组建验证环境。
eCelerator把测试向量最经常运行的部分转化到硬件中来加速验证过程,可以数十倍地提高验证效率。
SureCov是市场上最快的、最完整的源代码覆盖率检查工具,用户可以通过图形界面看到哪部分代码得到充分的检查,哪部分还需要花精力去做,哪部分代码还没有充分的覆盖。
sVM(sVM-System Verification Methodology,系统验证方法学)是预先包装验证知识传递的系统,包括功能强大的基于Specman Elite的多通道测试向量自动生成工具,对SOC和系统级设计可以10倍地提供自动化。
eRM(e Reuse Methodology)是用于eVC开发的一整套成熟方法。当工程师自己开发的eVCs或使用从外界得到的eVCs时,eRM允许工程师实现一致性,节省调试的时间和精力并可以看见显著的质量提高。
“e”验证元件e Verification Component,eVCs)是被预先验证并可重复使用的验证代码,可以将其加入到设计中,将极大缩短搭建验证环境所花费的时间。它们基于Verisity的高级校验语言e,所以一开始就与Specman Elite一起运行。通过在设计中混合eVCs,用户可以缩短开始第一次测试所花费的时间,也就是可以更早地开始校验和调试设计。
Verification Advisor是一个动态的基于网络的知识传输系统。不同的技术和“最佳应用”总结为模板的方式并辅以几个以“e”语言编写的例子,帮助用户获取、提出和发布验证原则。
通过这些工具,用户所需做的仅仅是编写验证标准,然后交由软件进行验证,把极其复杂的验证过程完全自动化和简化了,提高生产率、质量和可预测性,优化人力资源的利用,可扩展的性能和对计算资源的优化为客户提供最高的投资回报率,可节约50%以上的验证成本。其中对人力资源利用率的优化包括测试计划的重用、验证环境的重用和验证组件的重用。
SpeXtreme是高性能的芯片和系统级的验证工具,将设计和验证环境实现统一,捆绑了行为处理、测试基准编辑、基于事件的加速和仿真这3个独特的技术。
Xtreme服务器是业界第一个基于事件的硬件验证工具,提供多任务的加速和仿真,使12个用户可以在一个集中化的系统上运行项目,覆盖了整个功能设计和验证流程,包括仿真和收敛、仿真加速、无目标的模拟、在电路仿真、在电路模拟、在电路加速、软硬件协同验证。Xtreme服务器提供集成式的仿真式的调试,每秒可执行数百万个循环,支持5000万系统门和12GB的存储器,第三代Xtreme用统一的数据库提供了仿真性能和仿真的扩展性,支持多用户和多地点的使用模式,为各地的用户提供集中服务。
Spextreme是高性能的芯片和系统级的验证系统,集成了SpeXsim、e Compiler和Xtreme II。
SpeXsim是世界级的Xsim仿真器,在核心级别集成Specman Elite,支持各种开放式标准,结合了测试基准自动化,以及本地已编译代码的混合语言仿真。
Xsim是第三代的本地已编译代码的混合语言仿真工具,形成Verisity的高速硬件引擎的基础,以提供加速、模拟和软硬件的协同验证。
多语言策略是Verisity的另一个优势,不但支持IEEE 1076 VHDL、IEEE 1364 Verilog、SystemC和e-IEEE 1647,还准备支持SystemVerilog和PSL,并在开发更加容易使用的库和模板。Specman Elite可通过扩展的仿真器接口与Cadence、Mentor和Synopsys的Veirlog和VHDL代码连接。Verisity推出的e语言提供简单有效的高级语法来支持断言(即最接近自然语言的方式),而非传统上的使用状态机。这样,一个复杂的协议,e语言用一两行语句就可表述出来,简单的描述也极大地保证了描述的正确性。e语言提供了简单却实用的方式来实现验证工作的重用。在Verisity的验证联盟中,每个成员都在为其提供基于e语言的验证IP,使得Verisity拥有100多个可重用的验证IP,用户可用这些验证IP来加速验证工作。
Steve Glaser认为,设计验证的未来发展方向是对软
硬件一起进行验证,对软件层进行模块化的处理,重用验证资源以提高速度和精度,将测试转变为验证,集成软件开发计划到vPlan中,将对软件覆盖的验证集成到vManager。Verisity为硬件设计师、系统工程师、软件设计师和验证专家提供了不同的接口,而其通过这些接口,VPA解决方案仍然是一个统一的整体平台。
欲了解更多信息,请访问www.verisity.com。
Atheros Communications Atheros通信公司是专注于开发无线通信半导体系统技术方案的设计公司,其产品结合了射频、混合信号和数字半导体的高性能设计技术,为个人电脑厂商、网络设备制造商和消费电子厂商提供CMOS工艺的高集成度的低成本芯片组。
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在公司的展示厅中摆放着采用Atheros芯片的接入点、VoIP电话等产品,工作人员向我们演示了如何通过WLAN拨打IP电话,用XBOX进行无线联网游戏,将DVD播放的高清晰视频节目通过传送在几十米以外的液晶电视上。有趣的是,公司的会议室不是采用数字来编号,而是用神的名字来命名的,也许这些整天忙于工作的工程师还不忘了讨论一下圣经和神话故事。
公司的总裁兼CEO Craig Barratt博士穿着很随意,如果不是胸前的胸牌,实在很难看出来他与周围其他的年轻员工有什么区别。年轻的博士领导公司在短短的一年内推出了三代802.11芯片,公司营收节节上升,他对市场的预见和洞察让我们对无线通信市场有了更多的认识和了解。
Craig Barratt博士首先向我们介绍了WLAN市场的发展情况。在过去几年中,WLAN一直是通信和半导体领域的热点,无线的诱惑和Intel的鼓吹使WLAN市场的发展如火如荼,芯片市场的年均增长率高达165%,802.11的技术标准已经推出了a、b和g三种,提高服务质量和数据加密的802.11e和802.11i标准也正在制定当中。在2003和2004年,802.11g技术因为传输速率上的优势成为出货量最大的芯片,形成鲜明对比的是,802.11a芯片的出货量急剧减少。而采用80.11a/b/g三种标准的802.11a+b/g解决方案可以支持所有符合IEEE标准的设备,将很快占据半壁江山并成为未来的主流。
市场的热点正在从笔记本电脑、无线接入点、打印机等传统应用向消费电子和行业应用扩展。数码相机、DVD、数码摄像机、游戏机、大屏幕彩电、机顶盒等消费电子产品都可采用WLAN技术来传输数据,构成数字家庭的基石,并成为无线通信市场新的增长点。下一个巨大的市场是更为广阔的行业应用,包括蜂窝通信、VoIP和远程信息处理,其中VoIP是增长最快的市场,包括在汽车内进行无线通信。
Atheros的优势在于可以提供符合所有标准的解决方案,并且有独到的提高传输距离的XR(eXtended Range)和速率的Super G和Super AG技术。通过增加信号处理器,XR技术可将有效传输距离增加到831m,接受灵敏度达到105dBm,比802.11的标准高出20dBm,在许多传统设计无法工作的地方还可以保持802.11连接。Super G和Super AG技术提高了收发灵敏度,支持标准的802.11a/g传输方式,包突发的传输方式可在一定时间内可传输更多的数据包,可进行快速的数据帧处理和标准的Lempel Ziv压缩。在动态模式下,可根据应用的需要和环境,启用双通道使传输速率加倍,以适应高带宽应用的需要。Atheros的AR5005G采用了802.11g标准,在单芯片上集成了射频、基带和MAC功能,支持WPA-TKIP和802.11i-AES安全标准,而无性能损失,休眠模式下的功耗可减少98%。AR5005UG和AR5005UX则提供了USB2.0接口,用户只需把USB接口的无线网卡往计算机上一插,就可以体验WLAN的无线畅快了。AR5004G支持802.11b和802.11g,AR5004X在此基础上又增加了对802.11a的支持,从而支持三种模式和所有的WLAN产品。
主管市场和业务开发的副总裁Colin Macnab预测WLAN的下一个热点将是消费电子,大部分宽带用户都希望在自己的数字化家庭中不要再架设新的电缆了,他们希望通过无线方式,将视频、音频节目和图片从PC中传输到电视上,或从PVR将视频节目传输到电视上。居室内的传输距离大约是30m,传输速率从1Mbps到150Mbps,可满足传输高清晰电视(HDTV)、标清电视(SDTV)、图片和音乐的需要,对于数据量需求很小的VoIP,传输距离可达到45m。802.11b最多只能满足SDTV的需求,802.11a/g可满足传输SDTV和HDTV的需要。
但传输速率随距离的增加呈线性下降,需要采取综合手段提升吞吐量和覆盖范围。未来的802.11n标准将采用多输入多输出(MIMO)技术,可使吞吐量增加1.4~2.5倍,能够同时传输多个高清电视节目流。MIMO的原理是在发送和接收时采用波束成形技术,提高信号的健壮性,使在同样的距离下可达到更高的数据速率。在接收时,两个接收组合天线聚焦于从AP/STA方向发来的能量,同样的,在发送时,发送天线将波束对准接收方AP/STA的方向。此外,天线在某些频段上的信噪比会有明显的跌落。如果采用两根天线,当一个传输通道的信号衰减时,另一个未衰减的通道能够进行相应的补偿,从而保持稳定的传输速率,将来还可采用多通道发送和接收链来获得更好的性能。试验结果表明,在30m距离下,波束成形和接收组合的传输速率达到了40Mbps,开关传输方式的速率为27Mbps,并且将有效传输距离也增加了一倍以上。采用在发送器和接收器之间的同一个通道上建立多个独立的连接的方式可进行空间的复用,可进一步提高吞吐量,但这种方式需要采用数字处理来消除天线间跨径产生的相互作用,成本会增加1.5倍。随着吞吐量的提高,一个接入点可为更多的设备提供服务。
家庭用户对WLAN的另一个要求是能够区分传输内容的优先级,保证那些对时间敏感的信息数据获得足够带宽,从而无延迟地传输语音和视频流。IEEE 802.11e对WLAN的服务质量提出了标准,有望很快获得推广。
Craig Barratt认为,Atheros专注于开发无线通信解决方案,能够始终跟踪最新的技术进展,与ARM、Cisco等业界领导厂商开展了从IP、标准到设计等多方面的合作,从而能够为客户提供高性能、低成本的无线通信系统解决方案。
欲了解更多信息,请访问www.atheros.com。