随着系统级芯片（SoC）设计在规模和接口多样性上的持续扩张，原型验证在容量、互连规划以及 Bring-Up 效率方面面临着更高要求。这些挑战并不仅存在于大型多 FPGA 项目中，在单 FPGA 或小规模 FPGA 集群实现的中小型设计中同样普遍存在。无论设计规模如何，团队都必须构建具有代表性的验证环境，管理不同时钟速率下运行的逻辑，并在尽量减少迭代次数的前提下快速定位功能问题。
S2C 的 FPGA 原型解决方案通过一个结构化的原型验证生态系统来应对这些需求，该体系将自动化软件、实现流程、系统级 IP 以及硬件扩展选项有机结合，支持在不同设计规模下实现高效、可预测的 SoC Bring-Up。
构建可扩展的系统级原型验证方法论
一个可预测且高效的 Bring-Up 过程，依赖于软件自动化与硬件基础设施之间的紧密协同。S2C 的 PlayerPro™ CT 软件支持自动与半引导式（guided）分区，并可为跨多 FPGA 的设计进行互连规划。其以时序驱动、拥塞感知为核心的算法，有助于提升分区质量和稳定性。对于无需分区的设计，PlayerPro CT 还可在门控时钟转换和存储器映射方面进行优化，从而增强整体实现的稳健性。
RTL Compile Flow（RCF）进一步简化了实现流程，通过降低内存占用、缩短迭代周期，并在后续调试阶段保持 RTL 级可视性。这些能力不仅对大型多 FPGA 设计至关重要，对最终可容纳于单 FPGA、但在早期架构探索阶段仍需要可控时序收敛和可管理编译周期的项目同样具有价值。
解耦频率限制的子系统集成
在集成具有不同时钟频率或运行特性的子系统时，时钟域与速率匹配几乎是不可避免的需求。在实际的 SoC Bring-Up 过程中，许多 IP 模块——例如存储控制器、外部接口或第三方子系统——在原型早期往往无法以最终目标频率运行。
S2C 通过提供存储器模型（Memory Models）和速率适配器（Speed Adapters）来解决这一问题，将功能验证与频率约束解耦。这些机制允许各子系统以较低或彼此独立的速率运行，同时仍能保持正确的事务顺序、协议行为以及系统级交互。
构建贴近真实系统的外设环境
具有代表性的系统环境还依赖于对合适外设接口的访问，而不必投入大量定制硬件开发。S2C 提供了丰富的子卡产品组合，覆盖高速互连、存储、显示以及通用接口等多种应用场景。
高速互连：PCIe EP/RC、Mini-SAS、USB PHY、SFP+/QSFP+ 子卡，支持高带宽链路
存储子系统：DDR4、LPDDR4、eMMC、Flash 子卡，用于存储架构评估
视频与成像：HDMI、DisplayPort、MIPI D-PHY 子卡
通用与低速接口：GPIO 接口、JTAG 模块、SerDes 扩展，用于信号探测和低速外设访问
这些硬件选项共同帮助团队复现高度接近目标部署环境的系统级运行条件。
系统级调试可视性
调试是原型验证中的关键环节，S2C 提供了多层次的系统可视化能力。
在 I/O 层面，工程师可以通过按键、DIP 开关、GPIO 和 UART 接口验证基本功能；PlayerPro 还支持对这些控制的虚拟访问，便于远程操作并简化早期功能检查。
在 总线层面，S2C 提供 ProtoBridge，通过 PCIe 连接实现高吞吐事务访问，适合软件驱动的激励生成和数据传输；NTBus 则通过嵌入式以太网提供另一种带宽较低的访问通道。
在 信号层面，通过探针插入和波形捕获实现可视化调试。MDM Pro 支持在最多 8 颗 FPGA 上并行捕获多达 16K 个信号，具备深度追踪存储，并同时支持 IP 模式和编译期配置，且往往无需完整重新编译即可完成调试。
结语
依托结构化的原型验证生态系统和全面的调试基础设施，S2C 的 Prodigy 原型验证解决方案为 FPGA 原型的构建、扩展和验证提供了稳定可靠的基础。无论是单 FPGA 的 Bring-Up，还是大规模多板级配置，S2C 都能帮助团队构建具有代表性的验证环境，平衡各子系统运行特性，并在整个 SoC 开发生命周期中高效定位和解决功能问题。
本文编译自：semiwiki