proFPGA验证环境介绍

proFPGA验证环境介绍

proFPGA是mentor的FPGA原型验证平台，当然mentor被西门子收购之后，现在叫西门子EDA。我们首先介绍一下原型平台是做什么的，再跟现在市场占有率最高的HAPS原型平台做个对比。

原型平台是做什么的？

在ASIC设计完代码后，会交付给DV验证的同事，也就是我们常说的EDA验证，在EDA验证完成后，会把大部分的bug都验出来，然后再交给原型验证Team，原型验证的同事会将ASIC设计的代码Porting到硬件平台，也就是FPGA上，这个过程中，有很多东西是需要替换的，比如memory、时钟、PAD或者是PHY这些，因为这些都是底层的硬核，芯片厂商和FPGA厂商用的是不一样的；当然还有些代码是因为让FPGA方便综合，在保证功能相同的情况下进行替换。

那既然FPGA上的代码跟ASIC有差别，也就是说哪怕FPGA验证通过了，也不能保证ASIC的代码是正确的，为什么还要用FPGA进行验证呢？

首先，原型验证是跟EDA验证相辅相成的，大部分的功能其实都是EDA来验证的，FPGA上更多的是验证系统功能，比如在SOC的芯片上，软件同事可以在FPGA原型平台上直接使用软件来完成各种功能和业务的验证，这些都是系统级的验证是，是EDA验证很难覆盖的。

其次，EDA验证总归来说是软件的验证，跑起来速度非常慢，而FPGA的速度是软件仿真的百倍千倍，这样软件的同事可以提前将回片后需要跑的软件开发并验证完。

市场上常用的原型平台对比

Synopsys HAPS-100

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目前市场占有率最高的还是Synopsy HAPS-100，从HAPS-70、HAPS-80再到HAPS-100，Synopsys 的原型平台已经越来越成熟，支持自动Partition，还有些跟HAPS配套的成熟解决方案供客户选择。

国产平台

虽然这几年国产EDA工具和EDA平台突飞猛进，但我们还是要正视跟三大EDA厂商的差距，国内的原型平台有些不支持Partition，需要手动进行Partition，这样调试难度较大，调试周期较长；当然还有些平台不稳定的问题，即便像HAPS这种已经存在多年的原型平台，依然存在bug，在使用过程中会踩到很多坑。

西门子 proFPGA

作为3大EDA厂商之一的西门子，在原型平台上也不落下风，他们的开发能力自然毋庸置疑，经过多年的打磨，proFPGA平台在易用性和稳定性上，已经有了抢占HAPS市场的实力。

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下面我们从几个方面来对比下这两个原型平台：

1. 易用性 HAPS的开发工具是protocompiler，ProFPGA的开发工具是VPS，两个工具都支持自动Partition，我们只需要合理的将模块划分的指令传给工具即可； HAPS其实更像FPGA的开发，无论是使用方法还是调试手段、调试界面，基本都跟我们平时用Vivado差不太多；proFPGA由于是后起之秀，加了很多更加实用的功能，比如支持各种Virtual Model，比如UFS Model、DDR Model，这一点proFPGA略胜一筹。

1. 稳定性 二者的稳定性也相差不大，都是EDA龙头历时多年开发的产品，稳定性还是可以肯定的，二者可谓旗鼓相当。
2. 可扩展性 HAPS和proFPGA上都留有插扣板的位置，可以插各种外设接口，比如我们需要调USB/PCIe这种高速外设或者UART/SPI这种低速外设，都可以通过这种扣板连接到FPGA，这方面两个产品也是旗鼓相当。 但HAPS的4个VU19P都是做在HAPS内部，无法更换的，而proFPGA的FPGA也是以扣板的形式跟底板连接，因此FPGA板也是可换的，不仅FPGA数量可换，FPGA支持的型号也不仅仅是VU19P，可以是Intel的Stratix 10 GX，还可以是AMD的MPSoc，更加的灵活。 因此在可扩展性方面依然是proFPGA略胜一筹。

1. 调试 我们前面讲过，HAPS更像原生的FPGA开发，debug手段也非常类似。 而proFPGA除了通过probe抓信号，还可以在FPGA运行过程中，在terminal中将DUT中的某个信号force成某个值，比如我们想看某个信号是0和1是的功能，那无需要重新综合，直接在terminal中输入指令即可，给调试带来了很大的便捷性。 同时proFPGA还支持全波形dump功能，这对于很多IP的开发调试很有帮助，它可以像我们EDA仿真时将FPGA中的所有信号都dump下来，当然此时时钟比较慢，但这的确是一个非常好用的调试手段。 对于memory，proFPGA还支持backdoor访问，对于需要验证memory逻辑的功能非常实用。 proFPGA只支持通过网络或者PCIe来现在bit和debug，这对于平台的调试和管理非常友好。 在这调试方面，proFPGA优势很大。

1. 价格 HAPS因为存在时间很久了，口碑也一直不错，所以价格既然很高。而proFPGA作为后起之秀，在各方面都不落下风的前提下，价格相对HAPS来说有很大优势。

总的来说，目前HAPS依旧是原型平台的绝对龙头，但依然无法阻挡proFPGA的强势劲头。