什么是DUT？芯片验证，尤其是数字芯片需要围绕DUT做什么？面对复杂的设计代码，工程师们通常使用软件仿真、硬件仿真和原型验证等验证策略加速验证收敛。上回我们解释了软件仿真是如何围绕DUT进行工作的。不清楚的小伙伴可以回看上集。
上次说了软件仿真，今天我们来说说硬件仿真。虽然软件仿真易于使用，成本效益高，并且具有方便的调试能力，但一旦碰到大规模数字电路设计，结构越是复杂，仿真所需要的时间就越长，软件仿真的效益得到了限制。所以通过专门的设备在硬件上调试芯片设计，如硬件仿真和原型验证，是其重要的解决方案。
硬件仿真的运行速度和调试效率比软件仿真可要高很多，因为它可以对完整的芯片设计进行自动化的加速仿真并调试，同时提供信号全可视，多应用于大规模SoC设计前期的RTL功能验证。硬件仿真首先将硬件设计（通常以HDL，例如Verilog或VHDL编写）编译，然后加载编译后的设计。在一些系统中，设计可能被加载到专门的硬件中（例如FPGA）。一旦设计被加载，硬件仿真就可以运行设计，并观察其行为。硬件仿真通常会提供观察和调试设计内部状态的工具。最后，工程师可以根据结果分析设计的正确性，查找并解决问题，以优化设计。
硬件仿真可以提供比软件仿真更快的仿真速度，同时还能模拟出硬件在实际运行中的实际行为。这使得它们在硬件设计和验证过程中，尤其是在处理复杂和大规模硬件系统时，非常有用。硬件仿真系统主要由硬件和软件两部分构成。以思尔芯的芯神鼎硬件仿真系统为例，其中硬件部分是由众多的FPGA搭成。软件部分由编译（Compile）、运行（Runtime）、调试（Debug）组成。
编译：编译阶段通过完全自动化软件将待测设计（DUT）映射到硬件仿真系统上，便可以进行高速仿真。
运行：运行时Runtime软件控制整个硬件仿真的运行过程，它可以控制硬件仿真以支持不同的用户模式，它的核心组成部分是运行数据库、运行库、软硬件接口以及用户交互接口，例如ICE（In-circuit Emulation）、TBA（Transaction-based Acceleration）以及QEMU模式等。还可支持多用户同时进行使用设备。
调试：硬件仿真有着接近软件仿真的调试能力。可以通过静态探针（static probe），动态探针（dynamic probe）及内置逻辑分析仪（ILA）可以观测信号的数据，以及实现信号全可视（Full Visibility）。同时，通过ReadBack/WriteBack功能可以实现对信号进行赋值或恢复。
此外，硬件仿真还会配备专门的验证核（VIP），以思尔芯的芯神鼎为例，就支持APB、AHB、AXI4、DDR、Ethernet等，基本覆盖了常用的接口协议，可以满足绝大部分验证应用需求。
总之，硬件仿真通常集成了专门的电路和逻辑，以加速仿真过程。其速度通常可以达到几百kHz甚至MHz级别，软件仿真中的功能仿真通常运行速度通常在几十至几百Hz，相比之下，硬件仿真比软件仿真快几千倍至几十万倍。因此，硬件仿真在验证复杂设计时非常有用。它们能够以更高的速度执行仿真，更快地提供反馈和结果，这对于设计的验证和调试，尤其是SoC至关重要。
-889.png)
