芯华章 HuaEmu E1 四大技术打通超大规模验证核心瓶颈

目前，超大规模系统级验证已成为影响芯片研发效率、成本控制与产品迭代的核心环节。当前用户普遍面临以下共性挑战：版本构建周期往往长达数天；调试过程中波形分析犹如“大海捞针”；测试环境受限于单线程瓶颈，拖慢整体流程；百万门级硬件加速器有近三分之二的时间处于低利用率状态……

今年ICCAD 演讲现场，针对这些共性痛点，芯华章软件架构师徐欣系统分享了以芯华章硬件加速器HuaEmu E1为核心的解决方案，从编译效率、调试能力、testbench加速到资源配置为用户提供可靠的验证支撑。

 

分布式编译技术

破解超大规模设计构建效率瓶颈

“底层规模大了之后，整个编译的时间就会变得很长。” HuaEmu通过模组化编译方式来解决版本构建慢这一挑战，这一思路深度融入 HuaEmu E1 系统的技术架构设计：

• 对称模块归一化处理

对设计中对称模块统一编译复用，削减重复算力损耗

• 构建多级拓扑切分架构

实现软硬件拓扑深度契合，优化编译适配性与执行效率

• 多进程多主机并行 + 增量编译

突破单服务器资源约束，模块内部非接口小幅改动时，仅需独立处理目标模块并替换，配合单次系统级静态时序分析（STA）即可完成迭代

该方案以模组化分布编译为核心创新，实现编译流程并行化，显著降低算力与资源占用，能够有效提示超大规模设计构建效率瓶颈。

双模协同 + 时空切片

实现调试效率与精度的最优平衡

除了版本构建慢，超大规模芯片调试环节的海量波形处理、跨阶段回溯难、调试场景适配不足等问题，同样制约着研发进度与质量。芯华章以 “双模协同 + 时空切片” 双技术路径，实现调试效率与精度的最优平衡。

• 基于双模的验证方法学

用户无需分别适配两套硬件与软件系统，依托同一套硬件和可切换 option 的软件方案，可先通过 Emulator 完成 Prototyping 系统环境的快速搭建（bring up），再无缝切换至 Prototyping 模式开展软件早期开发、validation 或全量regression；当Prototyping平台遇到调试难题时，可以平滑切换到Emulation模式，高效完成问题定位。

• 调试场景全适配

针对Emulator mode，FPGA相较于ASIC base的Emulator虽有局限但也有优势，我们提供了三种调试状态按需适配——从4 兆效率快速筛到支持 trigger 动态配置与核心 IP 复位的中等复杂度分析，再有 200K 速度下Full vision功能深度复现，全面覆盖不同调试场景。

超大规模调试时波形量极大，对服务器和存储波形的DDR造成很大挑战。对此，我们提出解决方案：“芯华章提供基于空间和时间切片的优化调试方法，在编译阶段完成波形数据的模块（空间维度）与时间片（时间维度）拆分，让工程师聚焦核心模块与关键时间节点，摆脱海量无效数据的困扰。”这一方案既显著降低服务器吞吐量与 DDR 存储负载，又大幅提升波形恢复速率与问题定位精准度。

多维度并行测试技术

释放验证环境最大效能

在软硬件协同验证场景中，DUT 部分虽已通过硬件加速提升效能，但复杂testbench单线程运行的局限，导致测试环境吞吐量不足，成为大规模验证的效率瓶颈— 正是“测试环境运行慢” 的核心痛点。我们在演讲中介绍：“我们的 co-sim技术原生支持多 host、多进程、多线程设定，从架构上打破单线程瓶颈，让测试环境效能充分释放。”

芯华章 co-sim 技术构建原生多主机、多进程、多线程测试架构，支持testbench跨主机分布式部署，不同主机的激励源通过独立进程并行处理，实现负载均衡；软硬件采用非阻塞式事件同步，摆脱同一仿真事件绑定的限制，最大化释放处理潜能。

该方案可精准解决复杂testbench运行效率低下的问题，为复杂testbench的超大规模系统级验证提供高效支撑，确保验证任务按节点高质量完成。

云原生验证解决方案

优化资源配置降低研发成本

芯片企业对超大规模验证的需求呈现明显的时间窗口期特征，大规模硬件加速器的购置与维护成本高昂，而闲置期的资源浪费进一步推高研发成本，形成资源配置与实际需求的错配矛盾。

芯华章云原生验证解决方案，通过X-EPIC Hardware Cloud Manager将综合编译流程与云服务深度融合，实现验证资源的弹性调度与按需使用。在满足用户IT合规要求的前提下，编译过程中自动将Runtime所需东西推到云侧，云侧处理后再自动将可生成波形的raw data推回用户侧，配合芯华章Fusion Debug实时联动调试，让用户在最需要的时间内灵活使用验证资源，满足验证资源需求的同时无需为闲置算力付出额外成本，这是我们云解决方案的核心价值。

除技术分享外，芯华章展台聚焦AI、RISC-V 等前沿验证场景，通过真实项目直观展现技术落地成效，更有产品演示与专家一对一交流环节。用户可携项目验证痛点深度咨询，现场专家凭实战经验给出定制化解决方案与落地路径，助力用户破解验证卡点、加速项目落地。

面对不断变化的市场需求和技术挑战，芯华章将始终以“技术深耕” 为底色，用成熟的工具方案支撑产业链伙伴缩短研发周期、突破验证卡点，以踏实的技术迭代、专业的服务能力持续致力于探索EDA工具的创新路径，为客户提供更加高效、可靠的验证解决方案。