Framtida kretsar kräver mix av nischverktyg

Nya typer av verktyg vinner mark när traditionella verifieringshjälpmedel biter i gräset. Logikemulatorer, cykelbaserade simulatorer och verktyg för statisk timinganalys är några exempel som blir allt populärare.

Verifiering blir en allt svårare huvudvärk. Botemedlet är helt nya typer av verktyg. Inget av dessa hjälpmedel råder ensamt bot på alla verifieringsproblem så det gäller att välja en lämplig mix som passar den egna konstruktionen och plånboken.

Först och främst undersöker man naturligtvis om konstruktionen verkligen utför de funktioner man tänkt sig, med hjälp av funktionell verifiering. Händelsestyrd simulering är fortfarande det vanligaste alternativet. Konstruktören skriver då testvektorer som skall täcka så många tänkbara scenarion som möjligt.

Problemet är att man inte har en chans att testa alla tänkbara fall eftersom det skulle kräva orimligt många testvektorer. Och även om man hade alla dessa vektorer så skulle simuleringen sedan ta en evighet, någon sekund i realtid tar timmar eller dagar i simulatorn. Nu finns det visserligen ett antal alternativ i verktygsfloran som krymper simuleringstiden rejält. Cykelbaserade simulatorer, hårdvaruacceleratorer och logikemulatorer är några exempel, som blivit allt populärare på senare år.

Men funktionell simulering är bara början. Den verkliga utmaningen är att klara kraven på timing, yta och effektförbrukning.

Statiskt populärt

Traditionellt sätt brukar timingen verifieras med hjälp av timingsimuleringar på grindnivå. Nackdelarna är dessvärre många. Konstruktören måste även här ta fram testvektorer och en timingsimulering tar dessutom mycket längre tid jämfört med en funktionell dito. Statisk timinganalys är därför ett allt populärare alternativ för såväl asicar som programmerbara logiska kretsar. Det går upp till tusen gånger snabbare jämfört med dynamisk timingsimulering. Men det gäller att ta reda på om ens asicleverantör godkänner statisk timinganalys vid sign off, alltså då kretsen släpps till tillverkning. Vissa kiselleverantörer accepterar metoden, andra inte.

Effektförbrukning verifierade man ofta inte alls för några år sedan. Den fick bli vad den blev helt enkelt. Idag ser det annorlunda ut - effektförbrukningen är ofta viktigare än ytan. Och på senare år har flera nya verktyg som verifierar effektförbrukning på transistor- eller grindnivå sett dagens ljus.

Tidigt möte avslöjar felen

Ett annat kapitel är samverifiering av program- och maskinvara. Idag möts maskin- och programvara ofta först när systemet skall integreras och testas. Och då är det så dags. Ett fel som upptäcks först nu blir dyrt att åtgärda. Numera finns det ett fåtal dedicerade verktyg för samverifiering att välja bland. Även logikemulator klarar samverifiering.

Nåväl. Det finns alltså en uppsjö av verktygsvarianter inom verifieringsområdet. Men är de verkligen intressanta om man nu inte konstruerar spjutspetskretsar? Nja, vissa får väl ännu betraktas som smala nischverktyg för en liten publik. Men kretsutvecklingen går som bekant i en rasande fart och för att klara morgondagens normalkretsar kan vissa av dessa nischverktyg bli ett måste. Särskilt som kraven på att produkten snabbt skall nå marknaden blir allt tuffare. Då har man inte råd att ödsla tid på långsama verifieringsverktyg. Eller ännu värre - att helt enkelt missa fel i kretsen.

Charlotta von Schultz