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幾乎IC設(shè)計(jì)工程師都曾受困于功耗設(shè)計(jì)與分析。待機(jī)一直是現(xiàn)在大屏幕手機(jī)與可穿戴設(shè)備的痛點(diǎn)，隨著智能手機(jī)與智能硬件的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越復(fù)雜，應(yīng)用軟件越來(lái)越多樣化，應(yīng)用于這些設(shè)備的復(fù)雜SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）在功耗設(shè)計(jì)與分析上面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的考驗(yàn)。即使采用目前最先進(jìn)的FinFET工藝可以減少靜態(tài)漏電流，但是在動(dòng)態(tài)功耗方面還是面臨越來(lái)越大的考驗(yàn)。
為何要用硬件加速仿真器來(lái)進(jìn)行功耗分析？
傳統(tǒng)的功耗分析方法是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景編寫一個(gè)自適應(yīng)功能測(cè)試平臺(tái)（adapted functional test bench），然后在軟件仿真器上運(yùn)行這個(gè)功能測(cè)試平臺(tái)，進(jìn)行功耗分析。但是采用這種方法由于不能覆蓋到全部的場(chǎng)景，所以對(duì)于功耗估計(jì)會(huì)產(chǎn)生很多偏差，尤其是不能獲取操作系統(tǒng)啟動(dòng)與實(shí)際應(yīng)用軟件運(yùn)行時(shí)的真實(shí)數(shù)據(jù)。
Mentor Graphics產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Gabriele Pulini在介紹如何使用Veloce進(jìn)行功耗分析
采用Mentor Graphics 硬件加速仿真平臺(tái)Veloce功耗應(yīng)用（Power Application），把真正的應(yīng)用軟件在硬件加速仿真器上運(yùn)行，在設(shè)計(jì)完成之前（RTL或網(wǎng)表階段）即可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)是否有問(wèn)題，可以更精確、全面、快速地進(jìn)行功耗設(shè)計(jì)與分析。
相比純軟件仿真器，硬件加速仿真器，在速度和容量方面有天然的優(yōu)勢(shì)，Veloce比軟件仿真器快1000倍以上，因此硬件加速仿真器可以完成很多軟件仿真不能夠完成的仿真工作。比起FPGA驗(yàn)證，則硬件加速仿真器在設(shè)計(jì)能見(jiàn)度與信號(hào)能見(jiàn)度上又遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝出，Mentor Graphics的Veloce硬件加速仿真器具有全可見(jiàn)性（Full Visibility），工程師可以追蹤每一個(gè)信號(hào)的走向，每一個(gè)門電路的工作狀態(tài)，這樣工程師可以針對(duì)實(shí)際應(yīng)用在功耗設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化。
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與ANSYS PowerArtist 結(jié)盟，通過(guò)動(dòng)態(tài)讀取波形數(shù)據(jù)，大大加速分析流程
傳統(tǒng)上，Veloce有兩種分析功耗的方法，采用SAIF（Switching Activity Interchange Fortmat）格式來(lái)分析平均功耗，采用FSDB（Fast Signal Data Base）格式可以分析平均功耗和峰值功耗。因?yàn)榘研盘?hào)波形的詳細(xì)信息都記錄了下來(lái)，F(xiàn)SDB格式數(shù)據(jù)量很大，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間分析是不現(xiàn)實(shí)的。因此需要抓取較長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間的瞬態(tài)功耗分析，例如操作系統(tǒng)啟動(dòng)與實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用程序，需要采用其他的方法。
現(xiàn)在Mentor Graphics推出一套動(dòng)態(tài)讀取波形應(yīng)用程序接口（Dynamic Read Waveform API），用戶可以利用這套API將Veloce Power Application產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)及時(shí)送到ANSYS的PowerArtist里面進(jìn)行分析，“就像水流過(guò)水管一樣”， Mentor Graphics亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)Russell Lee說(shuō)道，采用這種流數(shù)據(jù)的分析方式，使得采用FSDB格式進(jìn)行多種應(yīng)用場(chǎng)景的分析成為可能，也大大減少了仿真分析用時(shí)。
Veloce更注重軟硬結(jié)合，未來(lái)彈性更大，應(yīng)用場(chǎng)景更廣
對(duì)于硬件加速仿真平臺(tái)市場(chǎng)的前景，Russell對(duì)Veloce信心十足。Veloce擁有業(yè)界最大的容量：20億門電路，現(xiàn)在最復(fù)雜的智能手機(jī)系統(tǒng)級(jí)芯片不管是四核、八核，基本上不會(huì)超過(guò)10億門電路，因此可以把整個(gè)的應(yīng)用處理器（AP）放到Veloce里面去。
Russell認(rèn)為，硬件加速仿真平臺(tái)更重要的是軟件的配合，而現(xiàn)在Mentor Graphics的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還停留在硬件思維上，以硬件為導(dǎo)向。Veloce已經(jīng)將所有的外設(shè)與接口虛擬化，這樣將來(lái)應(yīng)用彈性更大，應(yīng)用場(chǎng)景更廣，而且客戶的重復(fù)投入成本更低。
由于將外設(shè)和接口虛擬化，Veloce可以進(jìn)行云端仿真，該平臺(tái)的最高配置可以支持多達(dá)128個(gè)客戶端同時(shí)進(jìn)行仿真。
“真正在設(shè)計(jì)上面做到云端化的，只有我們！” ?Russell 說(shuō)道。
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