在AI算力需求呈指数级增长的今天，芯片设计行业正面临前所未有的挑战。思尔芯公司副总裁陈英仁在Aspencore主办的IIC Shanghai 2025“中国IC领袖峰会”上，揭示了AI芯片设计领域的核心矛盾：千亿门级设计复杂度、算法快速迭代带来的研发周期压缩，以及软硬件协同验证的迫切需求。面对这些挑战，思尔芯推出的“芯神鼎OD”双引擎平台，将加速复杂AI应用芯片的设计创新。
思尔芯公司副总裁陈英仁
AI芯片设计的"不可能三角"
随着DeepSeek等AI大模型的兴起，算力需求被推向了新的高度。然而，芯片设计行业同时遭遇了三重压力：设计容量突破百亿门级，导致验证复杂度激增；算法迭代周期缩短，迫使硬件开发周期从18个月压缩至6 - 8个月；软件团队需要在流片前完成系统级开发。这种“复杂度 - 时间 - 成本”的三角困局，使得传统单线验证体系难以为继。
陈英仁指出，AI技术变化日新月异，以DeepSeek为代表的AI应用推动了AI芯片的快速发展，芯片设计复杂度和市场变化速度都在不断加快。这要求芯片设计验证工具必须更加灵活、快速，才能满足市场需求。
验证手段的多样化与重要性
陈英仁强调，AI技术的快速发展对芯片设计验证工具提出了更高的要求。在芯片设计初期，通常会使用基于模型的虚拟原型进行验证。虚拟原型的精确度较低，但可以更早地用于硬件和软件的早期开发，进行架构设计探索和高层次软件开发。
对于一些小型模块，可以使用软件仿真进行验证。由于软件仿真的算力限制，它可以支持的内容和复杂度有限。因此，对于更复杂的设计，通常需要使用硬件仿真或原型验证进行加速或验证。
硬件仿真和原型验证这两种方法都基于硬件平台进行仿真，提供更强的算力支持。硬件仿真可以支持高容量设计，并允许更细致地观察和调试设计问题。由于它可以做到全可视，其速度较慢。原型验证则更注重性能，牺牲了一些调试手段，以实现更快的仿真速度。
在芯片设计过程中，会经历不同的验证阶段。对于小型模块，可以使用软件仿真进行早期验证。随着设计的复杂性增加，可以使用硬件仿真进行系统整合阶段的验证，确保硬件设计的稳定性。在芯片流片后，软件工程师需要使用原型验证进行软件开发，因为原型验证速度快，可以满足软件开发的需求。
在AI时代，应用需求推动了算法的发展，算法又驱动了软件的开发，最终定义了硬件的设计。AI芯片设计中，硬件和软件的结合非常紧密，需要协同设计才能满足性能和功能需求，从而加速整个设计环节。
简而言之，硬件仿真和原型验证都是基于硬件的验证方法，但它们的使用场景和特点有所不同。硬件仿真更适合进行系统级别的整合验证，而原型验证更适合进行软件开发和客户演示。选择哪种验证方法取决于具体的验证需求和设计阶段。
思尔芯新一代仿真平台
芯神鼎OD（OmniDrive）是思尔芯新一代仿真平台的核心产品，陈英仁先生提到，有客户希望能够在同一个硬件系统上同时进行系统级验证和软件开发，以提高效率并降低成本。芯神鼎OD主要优势包括：
全自动化编译：从RTL到全可视调试的全自动化流程，减少用户干预，实现快速设计移植；
丰富的调试手段：支持静态探针和动态探针，提供Backup/Replay、Save/Restore等调试功能，帮助开发者快速定位和解决问题；
高性能与高容量：支持高容量设计，同时保持高性能运行，满足系统级验证和软件开发的需求；
灵活的应用场景：覆盖芯片设计的各个阶段，包括系统架构探索、硬件调试、软件开发、全系统验证和软硬件协同。
芯神瞳S8系列的升级
思尔芯在原型验证领域拥有20多年的经验，芯神瞳S8系列是该公司推出的第8代原型验证系统，结合了业界领先的性能、容量、可扩展性和带宽，以加速IP验证、系统验证和软件开发。S8系列采用AMD（即Xilinx）Versal Premium系列可编程逻辑芯片和高性能I/O连接器，具备高速的数据传输能力、超强内存与DSP资源等特性。主要用于软件工程师进行高性能开发和系统级硬件验证。
思尔芯正在探索如何利用原型验证平台的硬件基础，将其升级为双引擎平台，使其能够同时支持硬件仿真和软件开发，从而满足客户在AI芯片设计中对软硬件协同设计的需求。此外，思尔芯还提供了不同规模的原型验证平台，从小型到大型都有。对于已经购买了S8 - 100系列的客户，思尔芯也提供了升级方案，使他们能够将现有设备升级为“芯神鼎OD”，以进行系统级别的验证。
双引擎芯神鼎OD技术优势
芯神鼎OD在硬件仿真方面相比传统的原型验证具有显著的优势，其中最突出的特点是全自动化。该平台能够实现从RTL（寄存器传输级）到后端的全自动化编译，使得整个调试过程更加高效和便捷。此外，它提供了全可视的调试能力，以及一系列信号调试功能，包括静态探侦和动态探侦等。更为特别的是，它还具备如Backup/Replay（备份/重放）和Save/Restore（保存/恢复）等高级调试手段，进一步增强了调试的深度和灵活性。
双引擎OmniDrive技术与新的架构设计软件相结合，使得芯神鼎OD能够将硬件仿真与软件开发紧密集成，实现软硬件协同开发。这种集成不仅涵盖了上述所有调试功能，还包括了软件调试的部分，为工程师提供了一个全方位、一体化的设计验证解决方案。
陈英仁提到，全自动编译在硬件仿真领域扮演着至关重要的角色。虽然原型验证已经实现了高度自动化的编译，但硬件仿真在此基础上更进一步，实现了极少的用户干预，从而实现了快速的设计移植。此外，硬件仿真的编译流程得到了加速，这主要得益于它不像原型验证那样追求高性能目标。因此，在设计的分割和配置上，硬件仿真可以更有效率地实现时序驱动，进行逻辑复制，并通过增量编译快速迭代。
此外，硬件仿真的另一个显著优势是其丰富的调试手段。在处理复杂的大型系统时，能够逐步分析并定位问题的根本原因是非常重要的。原型验证虽然能够快速运行并指出是否存在问题，但一旦发现问题，仍需要通过硬件仿真的调试手段来解决。这些调试手段包括全可视化、精准触发器（Trigger），以及在信号中进行强制（Force）和释放（Release）操作。硬件仿真还支持内存后门调试、信号存储等功能，这些功能使得调试过程如同玩游戏一般，可以快速、方便地减少仿真时间，从而更好地定位问题。
思尔芯的概况
思尔芯作为国内首家数字EDA供应商，成立于2004年，总部位于上海。公司服务全球600+客户，在北京、深圳、西安、香港、东京、首尔及圣何塞等地均设有分支机构或办事处。思尔芯承担了多项国家及地方重大科研项目，获国家级专精特新“小巨人”企业、国家工业软件优秀产品、上海市企业技术中心等多项荣誉资质。
思尔芯的产品涵盖了数字EDA前端的多个领域，包括架构设计、软件仿真、硬件仿真、原型验证、形式验证、数字调试和验证云服务。公司始终关注市场需求，致力于为客户提供最大价值。通过聆听客户的需求和市场反馈，思尔芯不断优化和升级产品，以满足AI时代对芯片设计的高要求。
陈英仁先生表示，未来，思尔芯将继续致力于技术创新，推动硬件辅助验证技术的发展。通过双引擎加速芯片设计，思尔芯将帮助客户在AI时代实现更快、更灵活的芯片设计和验证，助力每个“芯”梦想的实现。
本文转载自：电子工程专辑
