基于TLM的验证

“一直以来都试图用TLM链接这些世界。”Forte Design Systems的市场和销售副总裁Brett Cline说。“但问题始终是该标准只考虑了验证而没考虑综合。在TLM规范中缺少了一些非常基本但对硬件设计而言至关重要的东西。例如，没有专有的复位机制。”

　　OSCI内部的努力最终导致了TLM 1.0标准的修订，进而催生了TLM 2.0版本。 “我们对OSCI TLM 1.0进行了扩展，做了一些你或许期望我们做的一些事，也即对综合的了解。”Cline说。“TLM 2.0是一个更加关注综合的标准，它主要专注于基于总线的系统。”TLM 2.0包括各种面向基于总线系统的事务应用编程接口(API)。

　　Cline认为，由于验证工程师和实现之间的鸿沟，虚拟平台和HLS是分开的。“人们从两个角度来看待它。你或者是一位验证者(从虚拟平台角度来看)，或者是一位用SystemC进行硬件设计的实现者。”Cline说。“现在，验证者已经认识到，TLM代表着一条无需重写就能完成实现的可行途径。同时，实现者也正开始明白该如何将一些东西集成进运行得非常快的系统模型。”

　　Schirrmeister表示，过去，大部分厂商和用户在隔离时已经使用了虚拟平台和/或HLS。“创制TLM 2.0是为有助于早期软件开发和高性能模拟，但它对HLS考虑不多。实际上，我们正借助可综合子集来推动TLM 2.0标准解决HLS需求。这是业界需应对的发展方向。”他说。

　　硬件生成

　　基于事务验证的一个重要组成是借助TLM可实现极高速验证的硬件。最近，Synopsys推出了其快速原型系统HAPS-60系列作为Confirma平台的组成部分。基于赛灵思Virtex-6 FPGA构建的HAPS-60系统是对“自建还是购买”决策的最新回应，过去涉及快速原型技术时会面临该问题。

　　该系列产品包括三种型号：HAPS-61(单 FPGA，多达450万门容量)，HAPS-62(双FPGA，900万门容量)以及HAPS-64(4 FPGA，1800万门容量)。除了容量是上一代HAPS-50系列的一倍以外，HAPS-60还将性能到时钟频率高达200MHz。

　　对Confirma快速原型系统(图1)中组件的一种高级概述是从贯穿综合始终的RTL设计文件开始。接着在快速原型板上对设计进行分割。系统的Confirma软件执行这一分割过程，而且该软件明白其目标是一块HAPS板。然后，用户就可以进行模拟原型所需的接口实例化，以及协同仿真和基于事务的验证所需的将设计链接到其它环境中。

　　图1：一个Confirma快速原型系统从RTL设计文件开始，接着进行综合然后对设计进行分割。

　　早期的快速原型系统与带宽的限制相冲突，这一限制是由FPGA引脚数无法跟上设计规模和速度要求而引起。过去，对该问题的解决办法是互连复用，这可以作为权宜之计，但最终会限制系统的整体性能。

　　HAPS-60系统采用自动高速时分复用避免了这些带宽限制。该系统的软件自动(而不是强迫用户手动)插入时分复用逻辑(图2左)。“按照过去的方式将需要深入解读RTL设计文件。”Synopsys方案营销业务拓展经理Doug Amos说。

　　图2：HAPS-60系统通过采用自动高速时分复用避免了带宽限制。该系统的软件自动(而不是强迫用户手动)插入时分复用逻辑(图2左)

　　这种自动化方法最终实现了一种与自动时序同步耦合的1Gb数据速率。这相当于将管脚带宽效率提高7倍，以及将平均系统性能提高30%(图2右)。

　　包含UMRbus架构使得HAPS-60系统尤其适用于基于事务的验证(图3)。UMRbus是一种高性能、低延时通信总线，它能为所有板载FPGA、存储器、寄存器和其它资源提供连接。

　　“UMRbus被用于整个电路板控制，”Amos说。它支持用于配置和监控的对整个系统的远程访问。许多设计互动和监控功能(图3右)均包括在内。“用户可以控制设计、访问设计、补充设计、回读存储器并调试纠错，”Amos说。

　　UMRbus还支持若干先进模式，包括基于事务的验证和协同仿真(图3左)。 “用户可编写程序来实现各种设计互动和监控功能，” Amos说。该系统包含许多基于主机的调试模式，这些模式过去是与仿真关联的。

　　当涉及基于事务的验证时，通过使用SCE-MI 2.0事务接口(图4)，HAPS-60系统可以大大缩短验证时间。“这正是开发SCE-MI 2.0的目的，”Amos说。“SCE-MI接口使我们能用软件进行事务处理，将事务传递到硬件，以及硬件再生成事务。该技术被用在仿真器类型的环境中来模仿真实世界的做法。”

　　现在，HAPS-60系统使这种仿真器型方法学可以在一个快速原型系统上实现。SCE-MI允许在原型部分使用高级概念。“这个系统模糊了原型和仿真器之间的界限，而SCE-MI是使其得以实现的推手，”Amos说。其结果是，当在HAPS硬件上运行简化的测试平台时，速度可比仿真快10,000倍。

　　支持TLM 2.0

提供支持基于事务的验证的另一家硬