气候变化和仿真冰河时代的终结

协议在大规模设计中无处不在：支持通信、图形、内存、缓存一致性互连等，并且它们会不断更新以支持对更高速度、更高带宽、更低功耗的需求。因此，您可以非常确定，当您开始下一个项目时，设计中至少会有一些协议的新版本，因为在协议标准机构的世界中，它正在发展、创新或消亡。

图 1. 协议无处不在，即使在简单的 SoC 上也是如此。

对于仿真，它是一个相对简单的方法。验证 IP 通常支持使用最常见的仿真器方法 Verilog 和 UVM 的多个仿真器。您只需要确保您的提供商与最新版本保持同步。

在仿真世界中，情况就不同了。针对不同的使用模型有不同类型的“验证 IP”：模拟加速、ICE 和虚拟 ICE。例如，仿真加速可以比基于测试台的仿真提供 1000 倍的加速。它“简单地”需要 UVM 或 SystemVerilog 验证 IP 以及可替代基于仿真的验证 IP 的可综合事务处理程序。它使工程师能够移动在模拟器中运行 DUT 的测试台，从而在模拟器上运行 DUT 时运行得更快。然而，ICE 是更传统的仿真使用模型和最有趣的用例，本文的重点是从 ICE 到虚拟 ICE 的转变。

ICE 是用于将仿真器中的设计连接到外部世界的原始方法。它使外部硬件能够将基于协议的流量流式传输到设计中。它使用速率适配器来处理流量生成器和模拟器之间的速度差异。ICE 环境必然位于靠近使用它的工程师的实验室中。

然而，随着工程师意识到虚拟环境带来的主要优势：准确的性能测量、确定性延迟和准确的功率测量，ICE 时代正在迅速消融。对于存储和网络而言，关键指标是能够准确测量延迟和性能，因此必须使硅前性能测量值非常接近实验室中将看到的硅后性能。Virtual 实现了这一点，并通过这样做允许在硬件和软件之间进行硅前性能调整和权衡。这可能是我们对绩效至关重要的世界中成功与失败之间的区别。为了改进调试，Virtual ICE 可以实现精确的可重复行为：众所周知，使用 ICE 很难精确地重复一系列发现错误的行为，使重复问题并找到原因变得非常困难。未来显然是虚拟的！

多年前，Mentor 凭借其 VirtuaLAB 组件（一个功能齐全的协议的广泛系列）的发布，在 Virtual ICE 中占据了领导地位。Mentor 的 VirtuaLAB 组件的行为类似于 ICE，但没有基于硬件的解决方案的限制。它们灵活且可即时重新配置，并且比它们更原始的同类具有更多的验证功能。VirtuaLAB 模型适用于所有关键协议，包括以太网、PCI Express、USB、NVMe、SATA、HDMI 等，并已在数百种设计中成功用于磁带。

SDN 交换机设计人员在三到四年前利用 VirtuaLAB 以太网的可用性转向了这项技术：使用 ICE 连接 100 多个以太网端口，每个端口都有其以太网电缆显然是不切实际的。网络交换机设计人员使用 VirtuaLAB 以太网通过高速 CoModel 通道将流量流式传输到 150 多个以太网端口，通过运行实时软件的 VirtuaLAB PCIe 控制交换机的配置。最近，SSD 控制器设计人员正在使用 Virtual NVMe、PCIe 和 SATA 进行相同的过渡，并且进行这种过渡的团队与陷入 ICE 时代的竞争对手相比，获得了巨大的优势。

VirtuaLAB 组件的另一大优势是它们可以远程重新配置，从而可以轻松地在世界各地从事不同项目的设计团队之间共享仿真资源。Mentor 多年来一直在完善此功能，作为其企业仿真应用程序的一部分。

当然，有效的 Virtual ICE 解决方案的关键是性能。尽管存在所有限制，ICE 能够以相同的速度流式传输流量，以最大限度地提高仿真器速度。使用虚拟时，您希望保持相同水平的性能，但取决于控制和生成流量的主机 PC 与仿真器之间的连接速度和带宽。凭借多年开发高速联合模型通道的经验，Mentor 已调整此性能以实现与 ICE 速度等效。有趣的是，其他解决方案会放缓。这不是软件，修复它是模拟器的基本架构特性。

Mentor 显然在行业从 ICE 迁移到虚拟 ICE 方面处于领先地位。

我们在 Mentor 观察哪些协议

我们从客户的要求和协议特殊利益集团中获取我们的线索。这些天来，它们让我们忙于最新版本的 PCIe、以太网、NVMe 等，以支持软件定义网络 （SDN） 和 SSD 中的前沿设计。

经历了几次延迟的 PCIe 4.0 现已推出，PCIe 5.0 规范计划于 2019 年第二季度发布。PCIe 还将成为其他新协议（如 Gen-Z、CCIX 和 OpenCAPI）的基础。

以太网在汽车应用中的速度和接受度都在提高。对于后者，对安全性、RFI、EMI 和延迟提出了重要的新要求。

SDN系统将逐渐取代单一用途的路由器和交换机，尤其是在数据中心，要求它们处理由软件实现和配置的广泛协议。

Mentor 为所有主流（以及一些小众）协议提供完整的解决方案，让您可以使用事务处理程序或通过软件验证 IP 和 SoC 设计。我们在关键标准组织中占有一席之地，以便我们可以确保为不断发展和新兴的协议提供最有效的仿真支持。我们在 VirtuaLAB 系列中实施了超过五年的 Virtual ICE，为我们带来了所需的协议专业知识，以支持我们的客户在他们的产品差异化时提供支持。

Mentor 的 Veloce Strato 仿真器系列与虚拟协议模型相结合并通过 CoModel 通道互连，提供了最有效的解决方案，用于证明您的设计与它所包含的任何协议完美交互。凭借 Veloce Strato 上 150 亿门的可扩展性，您可以期待多年的无忧验证。

审核编辑：郭婷