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集成電路未來的技術創(chuàng)新趨勢將呈現(xiàn)工藝尺寸縮小、芯片規(guī)模增大，高能效和敏捷化等趨勢，而“EDA+設計方法學”的集成電路設計敏捷化正成為后摩爾時代的重要手段。
隨著應用領域的百花齊放，系統(tǒng)應用的頭部公司紛紛從應用軟件，回到芯片上面來，創(chuàng)造了不同架構來滿足自己的應用。而后摩爾時代依靠增加晶體管密度來提升計算性能乏力，未來需要更多異構集成的方式實現(xiàn)系統(tǒng)級芯片，在這種情況下，DSA（Domain Specific Architecture，特定領域架構）興起。
在2024年國際集成電路展覽會暨研討會上，芯易薈（ChipEasy）攜其EDA平臺FARMStudio亮相。據(jù)悉，芯易薈是一家立足于中國，提供全球領先DSA處理器設計工具的EDA公司，提供DSA設計、分析、優(yōu)化和驗證一站式生成的工具平臺及服務，針對豐富的應用場景，自動產(chǎn)生最佳匹配的軟硬件協(xié)同方案。
圖源：芯易薈
資料顯示，F(xiàn)ARMStudio作為自動生成專用處理器的EDA平臺，具有如下優(yōu)勢：
1、全球首創(chuàng)。基于C語言來描述DSA定制指令作為設計輸入的處理器生成方法；
2、敏捷設計。在RISC-V指令集生態(tài)的基礎之上，分鐘級自動生成DSA處理器和配套工具鏈；
3、多層次驗證。基于X86、仿真器、RTL、FPGA、形式驗證為一體的多層級驗證平臺；
4、最優(yōu)PPA。高度自動化、高度定制化，達到最佳PPA。
芯易薈軟件研發(fā)副總裁張衛(wèi)航表示：“FARMStudio不僅生成處理器IP硬件本身，而且和所有的IP提供商一樣，我們的軟件直接生成一個完整的IP實現(xiàn)，包含RTL，實現(xiàn)和驗證環(huán)境腳本，還同時生成配套工具鏈，調(diào)試器，仿真器和分析器，還包含了對應的軟件開發(fā)包SDK、內(nèi)嵌的定制OS。所以FARMStudio能夠達到的最優(yōu)PPA，不只是處理器本身PPA能得到極致優(yōu)化，同時提供的完整配套軟件，幫助用戶快速進行架構探索，軟硬件迭代，達到應用級別的最優(yōu)PPA?！?/p>
自2023年4月，F(xiàn)ARMStudio推出后，接受到大量用戶的反饋需求，芯易薈FARMStudio V2.0在原有的基礎上迭代升級了一些新的特性。
多層次開發(fā)及驗證平臺（FTOS)
作為一個EDA工具來說，F(xiàn)ARMStudio不僅提供了一個處理器的生成工具，生成處理器IP包，更重要的是能夠擴展到面對整個應用的開發(fā)調(diào)試功能上。
一個應用要進行仿真驗證，首先需要有一個黃金模型，然后要將生成的硬件部署到ISS、RTL、FPGA上面，這過程對于一個定制DSA的開發(fā)者來說，是非?，嵥榍乙壮鲥e的。而且最終用戶還需要對運行結果進行對比驗證。張衛(wèi)航表示：“這整個過程，都可以交給FARMStudio平臺來完成。作為應用開發(fā)者，可以隨時在不同DUT平臺進行切換，查看應用在不同層級之間的行為；也可以直接將應用丟給這個平臺，讓其直接在不同的平臺進行結果比對，報告出不同平臺的運行和分析性能結果。”
此次推出的這個多層次開發(fā)及驗證平臺，會很快整合在后續(xù)的FARMStudio版本中，其最重要的特點就是提供了一個全自動化的運行和結果比對環(huán)境。
圖源：芯易薈
云虛擬FPGA
芯易薈云虛擬FPGA功能來源于客戶的使用反饋需求。一開始，F(xiàn)ARMStudio就是涵蓋分析、驗證、迭代開發(fā)的一站式平臺，我們支持客戶使用本地FPGA進行功能驗證。但在實際項目中，客戶在使用FARMStudio中反饋稱，F(xiàn)PGA的配置，下載導致開發(fā)者工作量增加，流程不順。因為每家公司的FPGA都不一樣，開發(fā)者要不斷進行配置和調(diào)試，才能順利使用起來本地FPGA。
“云FPGA”平臺是徹底解決該問題的策略。
“芯易薈在云上部署了已經(jīng)適配過的兩個不同大小的FPGA，分別是小容量版本和大容量版本。用戶可以通過本地連接到云端，直接穿透到我們機房做仿真。這樣一個具有突破性、易用性的一站式軟硬件開發(fā)平臺就慢慢完善起來了?！睆埿l(wèi)航介紹道。
圖源：芯易薈
異構多核心設計驗證平臺
FARMStudio作為一個新興工具，在持續(xù)優(yōu)化已有功能的同時，并迭代豐富一些新功能。
值得一提的是，指令定制調(diào)用的異構多核核心直連模塊（DIO)是FARMStudio迭代的一個很重要的功能，具有很多關鍵性技術。DIO可以進行核間的數(shù)據(jù)傳輸，還可以進行核與核之間的信號通信，再加上傳統(tǒng)的多核通過外圍的BUS連接，就形成了一個多核系統(tǒng)的基本框架。
此外，F(xiàn)ARMStudio還擁有簡潔高效的多核配置描述方案，基于X86 C 的多核功能開發(fā)驗證支持系統(tǒng)，基于FARMC自動生成的多核虛擬仿真器（SystemC based）以及支持異構多核自動生成與部署的RTL/FPGA 驗證系統(tǒng)。新一代的FARMStudio不僅能夠簡單描述生成單一的核，未來對于異構多核的處理是一個重要發(fā)展方向。
圖源：芯易薈
值得指出的是，國產(chǎn)EDA廠商在過去幾年基本完成了從0到1的補鏈過程，而未來如何構建獨立自主的EDA生態(tài)系統(tǒng)顯得尤為關鍵。國產(chǎn)EDA廠商在與晶圓代工廠建立緊密的戰(zhàn)略合作的同時，與高等院校的教育合作和科研項目協(xié)作同樣發(fā)揮著至關重要的作用。通過這些合作，不僅可以促進EDA技術的創(chuàng)新和應用，還能培養(yǎng)更多專業(yè)人才，為國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供堅實的基礎。
芯易薈CEO汪達鈞表示：“芯易薈在今后幾年會大力布局生態(tài)建設，其中一部分就是‘大學計劃’，制定了一系列的大學培訓計劃，讓學生和老師熟悉這套基于C語言來描述DSA定制指令作為設計輸入的處理器生成方法，從各個角度、維度來培養(yǎng)用戶對國產(chǎn)EDA工具的理解?！髮W計劃’對我們的工作要求是完全不一樣的，學生的思想是比較發(fā)散的，而客戶的目標非常明確，這是兩個非常不同的市場。”
隨著5G/6G網(wǎng)絡的規(guī)?；渴鸷?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/AI/">AI新應用的興起，無論是終端還是云端，對于密集計算都有較大的需求，這不僅推動了芯片設計技術的飛速發(fā)展，同時也為芯片設計帶來了新的挑戰(zhàn)。
芯易薈的FARMStudio平臺可廣泛應用于定制針對視覺、AI、通信、音頻、DPU、工業(yè)控制等領域的處理器解決方案，助力芯片設計公司高效自研IP，打造定制化、差異化的產(chǎn)品，在后摩爾時代將迎來巨大機會。
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