异构集成 (News) 芯片封装主页/ 异构集成 / 芯片功能验证的意义——为什么需要做芯片验证?
< 返回列表

芯片功能验证的意义——为什么需要做芯片验证?

功能验证已经成为当下整个芯片设计流程中的最大最耗时间的瓶颈,无论是EDA的不断发展,还是验证方法学的不断演进,验证始终跟不上当代芯片功能创新发展的脚步。快速的发展推动着芯片功能以及集成度的不断增加,进而使新生代的产品功能强大的令人“发指”,比如海思近期发布的各种“神兽”级别芯片以及AMDIntel在X86上的更重神仙打架的性能比拼,消费者是不会容忍最终产品的功能错误的,因此保证芯片设计的正确性无疑是对验证验证的极大挑战。

众多的微电子专业的毕业生,集成电路设计专业的毕业生都加入到各种芯片设计的企业,无论是基于X86的桌面以及服务器处理器芯片,还是ARM核或是RSIC_V的手持设备处理器,抑或是微处理器MCU,还是各种图像以及视频处理芯片,还有最新做火热的AI芯片等等一系列的产品,在最终投放市场之前,所有的预设功能都将被芯片验证工程师解决,也必须被解决掉!

  1. 验证和设计的关系
    芯片的设计流程,始于客户需求,包括但不限于应用功能,面积大小,功耗以及处理速度。这些需求在前期概念规划阶段必须被安排相应的优先级,芯片架构师必须完成芯片大体的内部组成和目标,所谓方向大概正确就是这个意思。但因为芯片设计过程中“折衷”的概念贯穿始终,随着设计的进行设计工程师所面临的就是顾此失彼,各种平衡。比如追求性能需要更快的时钟,那么功耗就会增加,另外流水级的添加也会增加芯片的面积,在有限的面积添加更多的功能,更是挑战,所以芯片设计工程师也是有空说不出,不仅仅是实现功能那么简单的事情。

芯片的验证,伴随着设计复杂度的提升,工作量和工作难度是成数量级上升的。验证工程师通过在设计工程上面运行复杂的仿真,将芯片产品规格所描述功能,通过二进制波形一一展示出来,如何处理复杂巨大的状态空间,以及如何检测出不正确的行为,是验证工程师面临的极大挑战。第一个挑战,穷举验证空间的方法已经非常不适合当下的芯片验证趋势,或者说穷举状态太多了,无法实现完备性。为了解决这一问题,当下验证方法和流程上,对设计流程有一定的借鉴,比如将问题划分,验证团队不会立即验证整个芯片所有的状态功能,而是将整个设计划分成一些子设计,分别验证小的模块,一旦小的block界别的验证完成后,再将其逐渐放大,组成子系统验证,而后再进一步扩大规模连接组成系统级,确保其正常工作。至于第二个挑战,设计中不可能将功能描述中没有的功能一一设计进去的,而验证恰恰需要考虑这些非法功能,判断其行为会不会导致系统挂死之类的错误。对于设计状态的切换,验证工程师必须识别设计是否可以根据当前输入正确的运行其功能。其实,可以将两个挑战归结为:1. 驱动所有输入场景;2. 标记所有可能发生的故障错误。

验证工程师可以采用两种基本方法解决面临的问题:1. 基于仿真模拟的方法;2. 形式验证的方法。
基于软件仿真模拟验证的方法,将输入场景利用软件的方法模型化,模型连接EDA引擎一起运行。简单来说,就是将输入驱动给设计,验证这边根据具体的功能,也抽象的描述其功能以及预期结果,最后根据模拟预期结果和设计输出结果做出判断,验证工程师根据判断结果标记不符合预期的行为,并对其设计进行指正!
形式验证是仿真模拟验证的一种补充,是证明对于所有设计的协议、断言或者规则都保持为真。它只可以验证有限大小的设计,但是因为所有可能的值都要检查,因此,即使很小的设计也需要很大的运算资源,因此形式验证只针对整个设计的某一部分,在合理的时间给予合理的验证反馈和有效补充,以保证验证的完备性!

  1. 为何验证如此重要
    芯片功能是市场需求紧密联系的,所谓的时间窗口,也就是芯片的“风口”,赶不上风口的芯片是没有前途的,市场需求一旦出现,如何迅速占领市场是很重要的,关系到能不能赚到某一领域最大的钱以及最大的分到最大蛋糕。客户要赢得消费者,而芯片设计企业要快速赢得自己的客户,恰好在对的风口提供了完美的芯片方案,那毋庸置疑是最好的归宿。而现代社会发展是迅猛的,整个窗口期很快就会关闭,相应的产品也会更新换代,直到退市,因此在保证客户需求正确的前提下,芯片进入市场越早,赢得的赚钱时间越长,获取利润也就越多。

那芯片验证环节就是抢时间进入市场的关键一环,整个芯片设计阶段,验证环节可以说是花时间最多的环节了,当然也是花人力最多的环节,结合起来讲就是耗费人力资源最多的环节,即使你肯花钱也是不容易节省验证的时间的!最重要的是要提升验证质量,提升验证效率,以达到节省验证时间的目的。如果验证不完备,功能验证不充分,一旦草草流片,带来的损失将不可估量,丢失市场不说,重新流片一次所需要的成本更加昂贵,入市时间也将更晚,失去大好的时间窗口不说,还会丢失客户,客户也会因此而蒙受损失。

  1. 芯片验证就业如何?
    所谓物以稀为贵,芯片发展趋势超出预期,验证越来越重要,行业地位跟不上芯片发展趋势。随着5GAI等众多应用的不断涌现,芯片功能复杂度爆发时增长,设计采用SOC设计方法学科以适应这一变化,而验证目前依然停留在几年前,虽然有部分VIP的加持,但验证量和验证难度不断加大。整个开发阶段大约70%的设计工作用于验证。80%的代码都是在验证环境中编写的。而另一方面,在高校教育方面,验证并没有跟上设计的教育,资质、人才和技能的不足。几乎所有的验证工程师都是毕业以后才接触验证,有微电子教育背景,但验证背景为0,而验证恰恰是整个芯片产业链里面对于微电子背景要求比较低的一个职业。还有,职业背景上来看,验证属于偏软件的职业,需要更多受过软件培训的工程师来进行验证。更多有软件背景的工程师都转向了互联网行业,导致验证行业有软件背景的人才少的可怜。所以市场上验证工程师是比较稀缺的。下面两幅是猎聘网统计的芯片设计和芯片验证的薪水待遇分析图表,也可以反应出当下验证工程师比较吃香的状况。

· 2019-09-23 09:15  本新闻来源自:,版权归原创方所有

阅读:995

上一篇:« « Entegris和古登争夺EUV吊舱订单

下一篇:« « 半导体的思考

  • 联系长芯

    重庆总部:重庆市长寿区新市街道新富大道5号佳禾工业园8栋2层
    电话:023 40819981 (前台)

    深圳办事处:深圳市南山区留仙大道 1213 号众冠红花岭工业南区 2 区 1 栋 1 楼
    电话:0755-26975877 (前台)

    电子邮件:sales@longcore.com

    网址:http://www.longcore.com