关于硬件加速仿真的 11 个谬论

误解和谎言可以歪曲人们对硬件加速仿真的认知。这些错误认知包括：

1.硬件加速器是幕后的验证工具，仅用于需要更为严谨调试的最复杂的设计

在 20 世纪 80 年代末和 90 年代初硬件加速器刚出现时，这种说法的确没错。不过，在跨入 21 世纪之后，也就是过去 15 年来，情况全然不同。这一转变有赖于几次技术改进和创新。新架构、新功能和简化的使用方法推动了硬件加速器在半导体行业各个领域的部署应用，从处理器/图形扩展到网络、多媒体、存储、汽车和航空航天。

如今，硬件加速器被用于任何规模和任何类型的设计。它们可以验证硬件、集成硬件和嵌入式软件，也可以验证嵌入式软件和整个片上系统 (SoC) 设计。

2.项目团队因为使用硬件仿真加速器编译项目时间过长而避免使用硬件仿真加速器。在硬件仿真加速器上，建立设计平台和调试硬件仿真加速器硬件耗费了太多精力，和结果相比，得不偿失

同样，这一说法在多年前没错，现在却并非如此了。编辑技术的进步简化并提高了被测设计 (DUT) 到硬件加速器的映射。DUT 准备、编辑以及硬件加速器上映射设计的过程曾非常耗时，现在已从数个月缩短为几天时间。如果设计复杂度较低或属于新的复杂设计的衍生，甚至只需一天。

3.硬件加速器的购置和维护成本高昂

过去确实如此，如今不全然是这样。考虑到现代硬件加速器的验证功能和灵活性，其购置成本简直不值一提。硬件加速器是迄今为止功能最多的验证引擎。它具备解决最复杂的调试情景所需的性能和能力，通常包括嵌入式软件内容。只要想想，90 年代初每个门需耗费 5 美元，如今单位成本大约为每个门几美分甚至更少。

虽然听起来很奇怪，但是以周期为基础来计算，工具的多用性使硬件加速仿真成为最廉价的验证解决方案。

持有的成本也大幅下降。由应用工程师团队"在幕后"操作和维护硬件加速器的时代已一去不复返。产品的可靠性得到大幅提高，降低了几个数量级的维护成本。此外，其易用性也让它的用途简单明了。

4.硬件加速仿真仅用于电路内仿真 (ICE) 模式

需要了解的是，在 ICE 模式中，DUT被映射到硬件加速器之中，被目标系统所驱动，和最终流片出的芯片一致。这就是推动硬件加速仿真概念形成和发展的部署模式，换言之，就是通过物理目标系统产生的真实世界的激励来测试 DUT。

虽然很多用户仍采用这一模式，但这并不是部署硬件加速器的唯一方式。除了 ICE，硬件加速器还可用于多种仿真加速模式。此外，还可以通过 PLI 接口使用基于软件的测试平台驱动硬件加速器，虽然由于硬件加速受限而未得到广泛应用，但仍可用于缩短从软件仿真切换至硬件加速仿真的设计调用耗时。或者通过基于事务的接口（TBX 或 TBA）驱动硬件加速器，硬件加速系数达到与 ICE 相当的水平之后，这些接口的应用越来越普及，至少对于目前某些硬件加速器是这样。将可综合的测试平台与 DUT 一起映射到硬件加速器内部之后，硬件加速器便可用于独立模式 (SAA)。它们还可以加快存储于板上或密切关联的内存的嵌入式软件的验证。此外，硬件加速器还可同时用于上述多个目的。

5.在基于事务的硬件加速模式中，硬件加速仿真毫无用处

人们对硬件加速器仍存在一种普遍的误解，即基于事务的方法不起作用，或者与 ICE 相比性能有限。这一概念源于 20 世纪 90 年代末的 IKOS 系统并且起了作用。Mentor Graphics 在收购 IKOS 之后改进和推动了这一技术发展，命名为 TBX，作为 ICE 的一种可行的替代方案。

新兴的仿真公司 EVE (Emulation Verification Engineering) 在创建时就采用硬件加速仿真作为主要部署模式。我曾在这家公司担任过总经理和营销副总裁。Mentor 和 EVE 都证明了：基于事务的硬件加速模式不仅能起作用，其执行速度还能与 ICE 匹敌，甚至更快。

基于事务的硬件加速的另一个独特优势在于能够创建一个运行 DUT 的虚拟测试环境，支持特殊用例分析、假设分析等 ICE 无法实现的功能，例如 Mentor Graphics 的 VirtuaLAB 实施。VirtuaLAB 在虚拟环境中将整个目标系统制成模型，例如 USB、以太网或 HDMI。

6.硬件加速器将替代 HDL 仿真器

这个说法不仅错误，而且永远不会发生。硬件描述语言 (HDL) 仿真器能够快速设置和编辑，并且具备固有的优势--灵活而全面的设计调试功能，使其成为业内独一无二的最佳验证工具，但其有一个重大的局限性：在设计规模扩大到某个程度，尺寸达到数亿个门时，它们会"筋疲力尽"，性能下降。硬件加速器正是在这个时候发挥作用。

假定设计规模会继续扩大，而 HDL 仿真