西门子Veloce™ proFPGA CS：基于AMD/XILINX的高效验证平台

西门子的Veloce™ proFPGA CS是一款专为软件验证和软硬件系统集成优化的原型设计平台，基于AMD/XILINX的FPGA技术，支持从单个FPGA到多刀片配置的各种设计规模。它通过模拟集成电路（IC）在不同输入条件下的行为来测试和验证其设计功能，确保其按预期执行，适用于各种复杂度的设计项目。

高效灵活的验证工具

软件验证过程通常涉及运行周期准确环境下的软件工作负载来测试和验证SoC逻辑功能。仿真和基于FPGA的大规模原型设计是两种主要的验证方法。仿真可以轻松将RTL编译为可执行模型，并具有全信号可观测性，但执行速度相对较慢。相比之下，基于FPGA的原型设计虽然灵活性较低，但能实现更高的执行速度，这对于需要根据RTL设计验证代码的软件团队至关重要。

随着AI、智能车辆和通用智能研究的发展，芯片设计的尺寸和复杂性显著增加。对于系统厂商而言，不仅要验证RTL模块，还需测试整个集成系统，包括驱动程序、操作系统及应用软件。这种需求的增长促使了对更高效验证工具的需求。

解决方案：Veloce proFPGA CS与AMD/XILINX合作

1. 硬件与软件协同开发

西门子与AMD/XILINX合作开发了Veloce proFPGA CS平台，该平台采用了AMD Versal Premium VP1902自适应SoC，具备高达前代器件两倍的逻辑单元数量和I/O带宽。这款高性能且完全可配置的系统允许设计人员在芯片可用之前通过大量软件工作负载验证软硬件集成。它提供了先进的模块化、可扩展性和灵活性，满足现代硬件和软件工程师的验证需求。

首先，西门子获得了AMD/XILINX Versal Premium VP1902器件的规格，随后开始开发新款proFPGA CS平台的硬件和软件。获取机械样品后，西门子团队对其制造流程进行了微调。接下来，双方团队在软件方面进行合作，具体而言是西门子编译和综合工具与用于布局布线的AMD/XILINX Vivado堆栈之间的接口。第三个合作领域是在调试方面，VP1902自适应SoC提供了更高的逻辑单元数量和I/O带宽。

2. 高性能与可扩展性

Veloce proFPGA CS系统不仅易于部署，还能快速进行IC和软件的硅前验证。其超过1850万个逻辑单元、2000多个I/O以及最高可达112 Gbps速率的高速收发器，使其特别适合挑战工程极限的应用。此外，该系统还集成了Arm标量处理器、PCIe Gen5、以太网和内存接口的硬化IP，通过Versal可编程片上网络简化大型设备中的数据移动。

设计成效与应用前景

1. 提升验证效率

得益于Veloce proFPGA CS的高性能、高速接口和可扩展性，软件团队能够在芯片可用之前对软件进行验证和调试。该系统可从单个FPGA或桌面上的单刀片扩展到适用于多用户环境的多刀片机架安装配置。用户可以根据项目的具体需求灵活定义FPGA数量、互连和高速协议接口，极大地提升了验证效率。

2. 促进产品成功

西门子proFPGA CS产品经理Romain Petit指出，AI在软件流程中扮演重要角色，能够将随机RTL设计映射到大型FPGA中，并利用AI提高结果质量和编译的可靠性和稳定性。通过这种方式，Veloce proFPGA CS系统不仅加速了设计验证过程，还提高了最终产品的质量。

3. 加速上市进程

西门子原型设计产品战略总监Juergen Jaeger解释道：“Veloce proFPGA CS系统可用于数据中心、实验室或台式环境，能够连接到PCIe等外部接口以及各类外围设备。当今产品中的软件内容呈指数级增长，尽早验证软件（又称‘左移’）是产品成功和加速上市进程的关键。”

结论

随着AI和其他先进技术的发展，芯片设计变得越来越复杂，传统的验证方法已难以满足需求。Veloce proFPGA CS作为一款高性能的原型设计平台，凭借其先进的技术和高度的灵活性，为设计师提供了一个强大的工具，帮助他们应对日益复杂的验证挑战。无论是数据中心、实验室还是台式环境，该系统都能有效提升验证效率，确保产品的成功和市场竞争力。通过与AMD/XILINX的合作，西门子进一步巩固了其在电子设计自动化领域的领先地位，推动了下一代智能设备的发展。Veloce proFPGA CS系统的出现，标志着基于AMD/XILINX FPGA技术的芯片验证进入了一个新的时代，为未来的技术创新奠定了坚实的基础。