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楊德豪：基于事務(wù)的加速技術(shù)在RISC-V高速高質(zhì)量驗(yàn)證中的應(yīng)用

思爾芯軟件工程師楊德豪就“基于事務(wù)的加速技術(shù)在RISC-V高速高質(zhì)量驗(yàn)證中的應(yīng)用”這一主題進(jìn)行了深入的探討。他詳細(xì)介紹了如何運(yùn)用基于事務(wù)的加速技術(shù)（TBA）來(lái)提高RISC-V架構(gòu)的驗(yàn)證效率，特別是在面對(duì)高復(fù)雜度、高精度要求的驗(yàn)證過(guò)程中所面臨的挑戰(zhàn)和解決方案。

首先，楊德豪從RISC-V架構(gòu)的基本概況開(kāi)始講起，分析了當(dāng)前仿真環(huán)境中存在的主要問(wèn)題，尤其是微架構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證時(shí)的限制。他指出，隨著自定義指令和不同指令集架構(gòu)（ISA）的不斷增加，驗(yàn)證的規(guī)模和難度也在不斷提升。尤其在需要對(duì)內(nèi)存仿真結(jié)構(gòu)、時(shí)序、功耗以及芯片面積等方面進(jìn)行嚴(yán)格把控時(shí)，如何有效進(jìn)行驗(yàn)證成為了一大難題。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，楊德豪介紹了RISC-V的開(kāi)源驗(yàn)證工具——RVVI（RISC-V驗(yàn)證接口），并闡述了如何將其集成到基于事務(wù)的加速技術(shù)中。通過(guò)使用RVVI的接口，驗(yàn)證人員可以通過(guò)RVVI-Trace記錄通用寄存器的狀態(tài)，進(jìn)行自動(dòng)化比對(duì)，從而提升驗(yàn)證效率。

楊德豪強(qiáng)調(diào)，盡管RVVI框架在驗(yàn)證過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，但其仍面臨一些性能瓶頸，例如生成trace和數(shù)據(jù)時(shí)的性能開(kāi)銷(xiāo)，和軟件仿真器本身的性能限制。為此，基于事務(wù)的加速技術(shù)（TBA）應(yīng)運(yùn)而生，TBA可以通過(guò)減少數(shù)據(jù)交互的周期，顯著提升驗(yàn)證效率。通過(guò)將多個(gè)數(shù)據(jù)周期合并為一個(gè)事務(wù)，TBA能夠加速驗(yàn)證過(guò)程，縮短驗(yàn)證時(shí)間，并有效提升硬件的測(cè)試吞吐量。

在展示了TBA的具體應(yīng)用后，楊德豪進(jìn)一步解釋了該技術(shù)如何通過(guò)提升測(cè)試效率，減少不必要的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，幫助工程師更快完成仿真任務(wù)。此外，TBA與虛擬原型的結(jié)合，也能加速軟硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)，提高開(kāi)發(fā)效率，尤其是在系統(tǒng)級(jí)自動(dòng)仿真環(huán)境的構(gòu)建過(guò)程中，幫助SOC（系統(tǒng)芯片）設(shè)計(jì)完成更快速的驗(yàn)證。

通過(guò)與RVVI和TBA技術(shù)的結(jié)合，楊德豪展示了該技術(shù)如何有效提升RISC-V架構(gòu)驗(yàn)證的準(zhǔn)確性和效率。他還提到，在實(shí)際的驗(yàn)證案例中，使用RVVI技術(shù)可以在純軟件仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高達(dá)60%的性能提升，顯著縮短了測(cè)試所需的時(shí)間。

楊德豪的分享還強(qiáng)調(diào)了思爾芯公司在數(shù)字前端驗(yàn)證工具領(lǐng)域的技術(shù)積累與創(chuàng)新。公司通過(guò)20多年的深耕，已成為全球領(lǐng)先的功能驗(yàn)證和數(shù)字前端解決方案提供商。公司目前已為全球600多個(gè)客戶(hù)提供服務(wù)，并且在硅谷、首爾、上海、西安等地設(shè)有研發(fā)中心。

此次技術(shù)分享不僅為業(yè)界提供了關(guān)于如何通過(guò)先進(jìn)的加速技術(shù)優(yōu)化RISC-V驗(yàn)證過(guò)程的寶貴經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也為今后的微架構(gòu)驗(yàn)證工作提供了新的思路和技術(shù)支持。

范宇杰：RISC-V驗(yàn)證工具STING的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

隨著RISC-V架構(gòu)在高性能計(jì)算（HPC）和人工智能（AI）領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，如何有效地進(jìn)行RISC-V芯片的驗(yàn)證已經(jīng)成為了芯片開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。新思科技應(yīng)用工程師范宇杰詳細(xì)介紹了如何借助RISC-V隨機(jī)測(cè)試生成器（STING）來(lái)解決HPC驗(yàn)證中的一系列難題。

在RISC-V的HPC應(yīng)用領(lǐng)域，隨著計(jì)算復(fù)雜度的增加，驗(yàn)證工作面臨的困難也越來(lái)越多。范宇杰指出，在RISC-V的多核和系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證中，涉及的驗(yàn)證任務(wù)往往需要在不同層級(jí)的硬件架構(gòu)中進(jìn)行協(xié)調(diào)，這不僅需要保證指令集架構(gòu)（ISA）的穩(wěn)定性，還要處理多核一致性、內(nèi)存一致性等問(wèn)題。此外，虛擬化技術(shù)在RISC-V中的應(yīng)用，也使得調(diào)試過(guò)程變得更加復(fù)雜，尤其是在定位軟件層次的bug時(shí)，常常需要花費(fèi)數(shù)月時(shí)間才能最終解決問(wèn)題。

STING工具的優(yōu)勢(shì)

為了應(yīng)對(duì)這些驗(yàn)證挑戰(zhàn)，STING工具作為一款高效的測(cè)試生成器，提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證功能。STING能夠支持多核架構(gòu)，并配置整個(gè)系統(tǒng)的地址空間、緩存層級(jí)等參數(shù)。范宇杰介紹，STING通過(guò)在底層隨機(jī)生成測(cè)試場(chǎng)景，可以在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)復(fù)雜的硬件進(jìn)行驗(yàn)證，從而加速驗(yàn)證過(guò)程。STING所生成的測(cè)試場(chǎng)景，不僅支持對(duì)指令集的擴(kuò)展進(jìn)行驗(yàn)證，還能模擬多種復(fù)雜的異常場(chǎng)景，極大地提高了驗(yàn)證的覆蓋面和準(zhǔn)確性。

STING的另一個(gè)突出特點(diǎn)是其可以將驗(yàn)證場(chǎng)景轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制文件，用戶(hù)可以在不同平臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證復(fù)現(xiàn)，這對(duì)于硬件驗(yàn)證中難以重復(fù)的bug復(fù)現(xiàn)尤為重要。通過(guò)這種方法，驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)能夠在多個(gè)平臺(tái)間快速定位問(wèn)題，并減少調(diào)試時(shí)間。

通過(guò)結(jié)合STING和ImperasDV工具，范宇杰展示了一個(gè)完整的驗(yàn)證流程。STING不僅能生成高質(zhì)量的測(cè)試數(shù)據(jù)，還能夠在測(cè)試后進(jìn)行精確的錯(cuò)誤檢查，這使得在HPC系統(tǒng)驗(yàn)證中，發(fā)現(xiàn)并解決微架構(gòu)級(jí)bug變得更加高效。在客戶(hù)應(yīng)用中，STING成功發(fā)現(xiàn)了多個(gè)微架構(gòu)級(jí)bug，包括EPU和MMU等模塊的問(wèn)題，為RISC-V芯片的驗(yàn)證提供了有力的支持。

在芯片驗(yàn)證過(guò)程中，STING工具無(wú)疑為RISC-V驗(yàn)證提供了一個(gè)強(qiáng)有力的解決方案。通過(guò)精確的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證和高效的測(cè)試生成，STING不僅能夠解決RISC-V在HPC領(lǐng)域面臨的驗(yàn)證難題，還能幫助開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)加速驗(yàn)證進(jìn)程，提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。隨著RISC-V技術(shù)的不斷發(fā)展，像STING這樣的驗(yàn)證工具必將成為芯片開(kāi)發(fā)中不可或缺的利器。

范宇杰的分享為在場(chǎng)的技術(shù)人員提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并展示了如何通過(guò)創(chuàng)新的驗(yàn)證工具推動(dòng)RISC-V技術(shù)在高性能計(jì)算和人工智能領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。