基于自研芯片+顶级AMD FPGA，西门子EDA发布“快而全”的Veloce CS

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）在大型芯片设计过程中，验证被认为是整体流程中最复杂、最耗时的环节之一。有数据显示，目前功能验证约占整个芯片开发过程投入的60%-70%，是芯片项目能否成功落地的关键。

随着芯片规模越来越大，复杂度日益提升，芯片验证对于平台的要求也越来越高。为了帮助芯片设计和验证工程师更好地应对这一挑战，西门子数字化工业软件推出Veloce CS硬件辅助验证和确认系统。

西门子EDA硬件辅助验证产品管理高级总监Vijay Chobisa表示，西门子EDA是目前行业内唯一拥有三个硬件系统平台的公司，Veloce CS系统包含三款新产品：

·用于硬件加速仿真的Veloce Strato CS硬件
·用于企业原型验证的Veloce Primo CS硬件
·用于软件原型验证的Veloce proFPGA CS硬件

Veloce CS系统背后两大关键芯片

相较于上一代Veloce Strato系统以及Veloce proFPGA，Veloce CS系统在三大关键环节上都带来了数倍的性能提升。Vijay Chobisa指出，Veloce CS系统背后的技术支撑来自两大行业领先的芯片——专为高性能硬件仿真加速的CrystalX和VP1902自适应SoC。

Veloce Strato CS硬件搭载的CrystalX芯片是西门子全新推出的、专为硬件仿真加速而设计的一款芯片。CrystalX芯片提供快速、可预测的编译能力，帮助用户实现最快的设计启动和迭代；CrystalX芯片自带原生调试功能，能够让搭载这颗芯片的系统实现最佳调试效率；CrystalX芯片具有优化的连接性，帮助相关设备实现超大容量的可扩展性和高性能。

Vijay Chobisa介绍称，CrystalX芯片基于2.5D堆叠和7nm工艺打造，带来了更快的速度、更好的调试性能和更好的互连特性。

VP1902自适应SoC则是AMD最新推出的FPGA产品，在密度、容量和处理速度方面带来了巨大的提升。AMD全球院士Alex Starr表示，AMD 一直与西门子密切合作，将AMD Versal Premium VP1902纳入Veloce Primo CS和Veloce proFPGA CS系统，提高了整体的性能和可扩展性。

虽然Veloce CS系统内三大设备基于不同的芯片打造，不过彼此之间在系统层面具有绝佳的一致性。“Veloce Strato系统在硬件架构、硬件模块化和硬件组成等方面，除了核心芯片有所差异，其他都是一样的。Veloce Strato CS和Veloce Primo CS可在相同的操作系统上运行，并能在不同平台之间无缝移动，显著加快启动、设置、调试和工作负载执行的速度。”Vijay Chobisa说。

Veloce CS系统的高性能/可扩展性

综上所述，Veloce CS系统融合了硬件加速仿真、企业原型验证和软件原型验证，并在各个环节上都带了数倍的性能提升。如下图所示，Veloce CS系统推出的目的是让芯片设计工程师、芯片验证工程师、软件验证工程师等相关人员能够在正确的时间使用正确的工具。



Veloce CS系统首先在单机性能上带来了巨大的提升。作为新一代硬件仿真加速器平台，Veloce Strato CS相较于Veloce Strato+，带来了4倍的系统容量提升，5倍的性能提升和5倍的调试效率提升；作为新一代企业原型验证平台，Veloce Primo CS相较于Veloce Primo，带来了4倍的容量提升，5倍的性能提升和50倍的调试效率提升；作为新一代软件开发用原型验证平台，Veloce proFPGA CS相较于Veloce proFPGA，带来了2倍的容量提升，2倍的性能提升和50倍的调试效率提升。

除了性能提升之外，在可扩展性和系统构建上，Veloce CS系统同样表现出色。Vijay Chobisa谈到，无论是Veloce Strato CS、Veloce Primo CS，还是Veloce proFPGA CS均采用刀片架构。其中，Veloce Strato CS支持1-256个刀片模块，支持能力从4000万门电路扩展到超过400亿门电路，带来更快速高效的联合仿真调试的Co-model通性能力；Veloce Primo CS同样可从4000万门电路扩展到超过400亿门电路；Veloce proFPGA CS则支持从单个FPGA桌面板到多刀片机架系统，每个机架可支持高达40亿门的设计容量，过程中所有FPGA I/O用户均可访问，保证了方案具有高度的灵活性。

Veloce Strato CS的可扩展性


Veloce Primo CS的可扩展性


Veloce proFPGA CS的可扩展性

如上所述，Veloce Strato CS和Veloce Primo CS之间具有高度一致性，两者结合可以提供完整统一的硬件/软件开发和验证平台。两者之间运行相同的编译和运行/控制软件，允许用户在硬件加速和企业级原型验证当中自由切换，Veloce Strato CS和Veloce Primo CS双机运行可提高6-10倍生产力效益。

针对用于软件原型验证的Veloce proFPGA CS硬件，西门子EDA还提供用于软件原型验证的Veloce操作系统（VPS），帮助加速设计的bring up。VPS是一套高效的生产力工具，提供高效编译的能力，用户无需手动修改RTL；支持自动化的多FPGA分割；提供时序驱动的性能优化和先进的实时调试能力。

VPS系统框图

刀片式架构、高度可扩展性以及出色的能耗表现让Veloce CS系统能够帮助用户实现最佳TCO。Vijay Chobisa指出，Veloce CS系统符合数据中心要求的占地面积、承重和功率，能够和现代数据中心兼容，与此同时，Veloce CS系统能够带来2倍的密度提升；Veloce CS系统无需水冷，普通风冷即可，功耗表现约为~10kW/10亿门，让系统整体功耗降低2倍；Veloce CS系统能够大幅提升研发团队的效率，多用户、异构的工作负载可在不同的平台上全天候同步运行，带来5-15倍的效率提升。最后要特别提到的是，Veloce CS系统可与AMD EPYC HP DL385g11服务器同步运行。

在产品供应方面，Veloce Strato CS系统现可供选定合作客户使用，其三个硬件平台计划于2024年夏季全面上市。Veloce CS系统同时计划实现全面的云上部署。

结语

当前，面向大型芯片设计，谁能在芯片验证方面带来效率提升，就非常有机会在一众方案中脱颖而出。西门子EDA最新推出的Veloce CS系统在效率、资源可见性、互连和能效方面都有非常强的竞争力，刀片式架构更是顺应了未来发展的大趋势。这些优势综合在一起，Veloce CS系统有望大幅缩短验证工作的周期。