作为集成电路设计链的皇冠,EDA 工具一直是少数玩家的领地,很长时间里,全球范围耳熟能详的就只三大家。不过,随着中国半导体产业发展成熟度的增加,尤其是近两年来中美贸易摩擦带来的不确定性对产业的影响,国内产业环境开始向自主研发和国产化应用倾斜,在 EDA 领域,更多的本土企业也开始陆续出现,其中,芯华章的发展尤为另人瞩目。

 

价值理念的驱动力

 

之所以说令人瞩目,是因为就 EDA 公司的门槛而言,芯华章的发展速度可谓超常。芯华章在今年 3 月份才创立,据芯华章科技董事长兼 CEO 王礼宾介绍,在不到一年的时间里,该公司团队已迅速成长到过百人,包括具备国际视野和敏锐市场洞察力的管理团队,以及具备多年 EDA 研发经验的掌握领先技术的核心研发团队——这是 EDA 行业最重要的资本。

 

作为 EDA 行业的后来者,芯华章的技术理想是让面向未来的 EDA 技术诞生在中国,也正是这一理念,吸引了众多 EDA 行业资深专家的加盟,其核心管理团队可谓梦之队:

 

  • 首席科学家林财钦,在 EDA 验证领域有着 30 多年深厚经验;
  • 研发副总裁齐正华,是动态仿真及形式验证方面的专家,在顶级 EDA 公司工作期间,创建了中国验证技术研发中心,主导过若干重大战略与技术项目;
  • 研发副总裁陈兰兵,是硬件验证领域的专家,在高性能系统设计、高速互联仿真分析等领域有很深的造诣;
  • 研发副总裁林扬淳,在 EDA 领域拥有 30 多年的深厚经验,在机器学习领域有着很深的研究。他在全球最大的 EDA 公司担任研发副总裁的时候,推动机器学习技术的部署和实施,优化仿真产品的可调试性,并且大幅提高仿真器的多线程性能,是一位深受行业尊敬的 EDA 和 AI 算法算专家,系统设计专家;
  • 研发副总裁颜体俨,不久前刚加盟,曾参与和领导开发了超过 12 代基于处理器和基于 FPGA 的世界领先的原型验证产品。同时他还是内存综合、RTL 调试、测试向量加速技术的发明者。
  • 据悉,不久,还将有一位顶级编译器专家也将加入芯华章。

 

人才济济,生产力自然爆棚——在不到的一年的时间里,芯华章马不停蹄,已经搭建出一个颇具远见的生态:

 

 

  • 5 月份,成立了专家顾问委员会;
  • 6 月份针对国内没有 EDA 专业的现实情况,芯华章联合一些知名的 EDA 专家学者、教授共同开发课程,专门定制了 EDA 专才培养计划 X- 行动,其课程设置受到了刚成立的南京集成电路大学的认可,将很快被大学采用,与芯华章合作共同培养 EDA 人才;
  • 7 月份,芯华章成立了专利委员会;
  • 8 月份,海外研发团队完成建制;
  • 9 月份,推出中国首个 EDA 开源社区 EDAGit.com,通过此举聚集行业力量,共同促进中国 EDA 研究水平的提高。截止 11 月,该社区已有 400 多个 EDA 研发领域或者芯片验证的专业人员活跃其中。

 

方法论革新的优势

 

在产品端,芯华章利用后发优势,采用新的软件算法、硬件架构、机器学习、云计算等新技术,重新构建底层逻辑架构,打造新型的验证 EDA 平台,基于这种方法论的革新,芯华章先后推出了业界速度最快的开源数字仿真器 EpicSim,基于经典验证方法学,帮助用户获得至少两倍的性能提升;首款开源形式验证工具“灵验”,采用全新的分布式计算、并行计算等因素来加速验证收敛,并配有自动调度引擎,有效的降低了形式验证工具的使用门槛。

 

从品类看,芯华章产品包括硬件仿真器、FPGA 原型验证、智能验证形式验证以及逻辑仿真,可以说是覆盖到整个芯片验证领域。王礼宾强调,芯华章所有的产品都基于两个标准进行规划:首先以兼容当前产业标准预留增量标准接口以融入当前芯片设计流程为第一要务,同时积极参与国标的建设,为支持国产计算机架构指令及数据格式预留底层接口。

 

日前,芯华章推出了最新的可支持国产计算机架构与产业生态的验证技术和产品——高性能多功能可编程适配解决方案灵动 EpicElf,和全新仿真技术,并已经在国产飞腾服务器上通过验证,能兼容当前产业生态,并支持下一代计算机架构。

 

灵动在飞腾 SOC 的 FPGA 设计原型平台中的应用
图:灵动在飞腾 SOC 的 FPGA 设计原型平台中的应用

 

据芯华章动态仿真及形式验证部副总裁齐正华介绍,灵动用于 FPGA 原型化平台,可一卡替代多种原型验证进口子板,具备强大的功能和适配能力,可进一步加快验证收敛,助力软硬件协同开发,提高芯片设计的研发效率。 

 

目前,传统的仿真器仅支持单一的 x86 架构,将一个芯片设计项目从 x86 迁移,厂商定制化 EDA 的成本非常高。“市场主流仿真器从 x86 移植到 ARM,需要长达 12 个人月的时间和人力成本,而我们的仿真技术是原生支持 ARM 的,用户的移植成本为零,大大的提高了验证效率。”齐正华说,“未来技术平台的发展趋势是以云端和异构计算机架构为主,除了 x86 之外的多核技术正在蓬勃发展,传统的仿真技术已经难以适应未来的发展。我们的仿真技术基于 LLVM 架构,这使得未来移植到 RISC-V 等平台会变得非常容易,是建设中国自主研发集成电路产业生态之路上的一个里程碑。”

 

齐正华提到的LLVM 架构是全新的原生编译后端,相较于传统仿真技术,具有灵活的可移植性,并提供友好的软硬件生态支持,可以支持不同的处理器计算架构,包括 x86、ARM、RISC-V、MIPS、GPGPU、NPU 等。该仿真技术采用了全新的数据结构和优化的算法,通过算法,优化验证算力分配,从而进一步提高芯片设计验证效率。在仿真精度上,采用事件驱动型,其精度与目前商用数字仿真器一致。

 

灵动 EpicElf 是一款可编程适配验证解决方案,据芯华章硬件验证平台研发副总裁陈兰兵介绍,目前在主流 FPGA 原型验证平台,用户通常需要购买昂贵的多种不同的单一协议不可编程的进口接口子板,研发复杂度和人力及时间成本高昂,并且有一定的交货期风险。相较于传统或自研接口子板,灵动采用了全新的硬件架构体系,支持多种不同高速接口协议,释放原型化的 IO 资源并提高原型化的逻辑利用率。

 

灵动一卡可替代多种原型验证进口子板
图:灵动一卡可替代多种原型验证进口子板

 

在成本上,灵动最多可节约四倍的使用成本,并且能够同时支持多种接口协议。此外,灵动具备两种使用模式:用户可直接使用,或完全开放给用户做自定义编程,增加使用的灵活性。在速度上,灵动可实现 1.2Gbps 单线高速传输,满足芯片最大的吞吐需求。

 

结语

 

EDA 是一个高门槛的领域,巨头们通过几十年的积累才得以发展到今天的垄断地位,而芯华章能快速发展,结合林财钦的总结,其核心驱动力来自 3 个方面:1、人才——不仅有多年实战经验,更重要的是他们亲历 EDA 的历次迭代,对背后的逻辑了然于胸;2、后发优势——没有那些被历代客户需求固化了的传统产品转型的包袱,可以从新的架构来定义新一代的产品;3、创新工具——得益于目前软硬件技术的发展,类似于云和 AI 技术为后来者提供了新的工具,这给后发优势提供了基础。