随着网络通信的高速发展，集成多种内容的以太网交换芯片在网络通信中起着越来越重要的作用，如何加快以太网交换芯片的开发速度，缩短验证的周期，是我们面临的重要课题，为此，我们选用了CADENCE硬件仿真器Palladium作为验证加速平台。
1 概述
随着网络通信的高速发展，集成多种内容的以太网交换芯片在网络通信中起着越来越重要的作用，如何加快以太网交换芯片的开发速度，缩短验证的周期，是我们面临的重要课题，为此，我们选用了Cadence硬件仿真器Palladium作为验证加速平台。
Cadence硬件仿真器Palladium的逻辑硬件电路由高速处理器阵列所构成，芯片设计被映射成大量并行计算引擎，上万个处理器以极快的速度并发仿真，极大地加速了仿真速度，成为IC验证业界一种新型高效的验证工具。
2 以太网交换芯片ZX27x1在以太交换网中的应用
图1 ZX27x1在以太交换网中的应用
如图1所示，我们设计的芯片为ZX27x1，它以10/100M的速率通过MII接口和PHY层相连；另外它还有一个千兆上联口，通过公司的内部总线Zlink和上位芯片相连，从而组成一个数据交换系统。
3 系统验证分析
为了有效验证ZX27x1芯片功能，我们抽象图1系统为图2所示的验证模型。
图2 ZX27x1验证模型
分析一下图2中的结构，待验证芯片为ZX27x1，该芯片对外有两个接口，MII接口，这是标准的以太网接口；Zlink接口，这是公司内部的接口，为以太网交换芯片套片所用，该接口可支持多个ZX27X1芯片之间的数据和信息交换，并且允许cpu通过该接口对芯片进行随机访问。
为了验证该芯片zx27x1的功能，我们需要建立MII的接口模型和Zlink接口模型。如何实现这两种接口模型呢？很自然的想到用软件或硬件或软硬件结合的方式来实现，这样就派生多种验证方法（模式），见表1。模式1是我们最常用的纯软件仿真的方法，其验证速度很慢。其它3种模式都是基于硬件仿真器 Palladium的硬件仿真加速方法。下面对这三种硬件加速方法的实现分别加以介绍。
表1 四种验证模式列表
SA模式（Simulation Acceleration mode），利用Palladium加速仿真性能，可综合的DUT设计（包括芯片内存设
计）被移到仿真器中，行为级的不可综合的测试激励仍然留在工作站上在ncsim中运行。虽然硬件仿真器中DUT运行非常快，但受限于不可综合的测试激励所占的比例和palladium与ncsim交互通讯的频度，整个 performance的提高比较有限，通常在数倍至数十倍之间。
ICE模式（In-Circuit Emulation mode），可以在仿真器内自动生成一个与DUT逻辑功能完全等价的虚拟芯片（就好像你的芯片已生产出来了），把它连接到的目标应用系统中，在真实的应用环境中验证你的芯片，即在系统上下文环境中验证整个设计，故可以大大提高功能验证完整性和有效性。其验证速度可达数百千赫兹。同时，由于有了现成的应用平台，你还可以在投片前即开始开发和调试软件，进行软硬件联合验证。
SAT模式（Simulation Acceleration with Target mode），综合了SA和ICE两种仿真模式。DUT放在palladium中，一部分testbench由与palladium相连的真实的目标系统产生，另一部分无法从真实系统中获得的testbench仍由验证工程师用代码编写在ncsim中实现。故它综合了SA和ICE两种模式的优点，既能提高验证速度，也能提高验证覆盖率。
4 硬件加速验证系统的搭建
如何在真实应用环境中快速全面的验证芯片逻辑功能正确性是该芯片验证的难点。
解决的方式是采用ICE模式和SAT模式验证。虽然硬件仿真器比软件仿真速度有上千倍的提高，可达数百千赫兹，但和真实环境下的芯片运行的速度相比，还有上千倍的差距，因此要将硬件仿真器所仿真的芯片放在真实（live）的环境中，必须对真实环境到硬件仿真器的信号降速处理，相反从硬件仿真器到真实环境中的信号需做加速处理。在此，我们采用Cadence公司的Ethernet Speedbridge速度匹配桥（以太网桥）来完成这种转换。
图3是zx27x1的ICE模式验证模型，图4是zx27x1的SAT模式验证模型。
图3 ICE模式验证模型 图4 SAT模式验证模型