BYO（Build Your Own，自研）、FPGA开发板与商用原型验证，上期我们通过容量、适用范围、稳定性和性能等方面初步认识了这三类原型验证渠道，今天我们将从核心技术与细节进一步探索。
随着芯片设计越来越大，复杂度越来越高，原型验证的设计目标已转向使用多颗FPGA芯片，快速实现芯片设计与高性能验证。
对于硬件验证团队，重要的需求包括足够的容量和级联功能来支持大型设计，自动分割功能以减轻工作量，以及完善的工具链以缩短实现周期。同时，软件开发团队需要能早期开始软件开发，希望平台验证的软件能快速移植至实际芯片，并要求多样化的接口方案及高效的调试和观测工具。
考虑到这些需求，BYO、FPGA开发板与商用原型验证系统三者之间又有何差异呢？
首先，硬件验证团队所需要的级联功能，是为了在单个FPGA板无法提供足够逻辑时，通过多个FPGA板互联支持更大的设计，以验证更复杂的系统。一个完整的多颗级联方案高度依赖于自动化软件和完善的工具链支持，例如：自动分割功能、时分复用（TDM）、并行编译、全自动编译和增量编译等。这些功能使得原型验证的易用性大大提升，但是不同的原型验证方案在这些特色方面，有着明显的差异。
对于BYO的多板级联系统而言，其构建难度显著，这主要是因为BYO往往缺乏自动分割等关键自动化功能，导致工程师需要投入大量时间进行手动操作，从而降低了整体工作效率和系统的易用性。
对于使用标准FPGA开发板的情况，自动分割功能也通常不受支持，编译过程依赖于FPGA原厂提供的功能有限的工具，可能导致效率和灵活性的降低，使得其在多板互联方案上的支持也往往不足，进一步增加了实施难度。
相比之下，尽管市场上存在众多单颗FPGA的商用原型验证方案，但它们在处理复杂多颗级联需求时显得力不从心，支持的最大规模有限。国内的思尔芯是为数不多可以提供成熟的多板级联方案的厂商，客户端已成功部署百亿门级系统。其通过集成高级自动化功能显著简化了多板级联的实现过程。例如，时序驱动的RTL分割、高速稳定的通用Serdes TDM IP、高达25Gbps的FPGA级联速率以及高达8K:1的时分复用比，都是提高设计效率和减轻团队负担的重要特性。同时，其支持的多FPGA并行编译、分布式编译、全自动编译和增量编译等特性，更是大大提高了设计验证的效率。
其次，在原型验证过程中，快速环境部署与设计移植的效率是至关重要的，尤其是为了让软件开发团队能够尽早开始工作，并确保平台验证的软件能快速移植到最终的芯片上。这个过程主要依赖于灵活接口方案的选择和有效的软件调试及观测工具。
对比灵活接口方案，BYO的需自主开发子卡接口和降速桥方案，这不仅难以验证接口的正确性，而且在没有现成子卡或设计的情况下，快速部署可能十分困难。FPGA开发板的接口通常直接集成在主板上，但扩展接口较为有限。但商用原型验证系统会提供即插即用的商用接口，增强了可靠性、可扩展性和复用性，不过只有少数平台提供子卡资源。但思尔芯的Prodigy芯神瞳提供超过90种不同的子卡和配件，多样化的模块类别，包括Arm处理器接口模块、嵌入式和多媒体模块等，覆盖了主流应用领域，并已在市场上得到验证，可供直接使用。其多种子卡和参考设计，使用户能够迅速搭建所需的I/O接口和外围设备，实现快速部署原型环境。
在调试和观测方面，BYO系统、FPGA开发板和商用原型验证系统通常都依赖于FPGA芯片供应商提供的调试工具，而这些工具往往限于单个FPGA的调试。在这方面思尔芯的调试手段更灵活且高效。它不仅支持多配置方式、实时硬件监控、远程系统控制及硬件自检测等功能，包括基于网络的AXI Transactor，允许用户远程通过网络访问和控制连接到AXI接口的设备，极大地简化了远程调试和测试过程。还具有基于PCIe 的AXI Transactor来提供更大带宽的数据交互，进一步满足了复杂系统设计中的高级调试需求。不过，商用的原型验证方案会提供更强大的方案来做FPGA调试，通常需要使用额外的专用调试设备。在这方面，思尔芯还提供MDM Pro调试解决方案，支持多FPGA协同调试，并提供高达125MHz的采样频率和最大64GB的额外DDR内存来存储波形，有效应对多FPGA协同调试的挑战。这些功能的增加主要是由于思尔芯面向广泛的客户需求，而这是其他厂商可能未能提供的。
值得一提的是，原型验证平台与最终的芯片设计之间的兼容性和接口标准化程度也非常重要。这决定了软件从原型验证平台到最终硬件的移植难易程度。但BYO的兼容性取决于更多的前期规划和设计。而FPGA开发板虽然提供标准化接口和支持广泛的开发环境，但可重用性相对有限。相比之下，商用原型验证系统如Prodigy芯神瞳，由于其标准化接口和高度模块化的设计，可以提供较高的可重用性和易迁移性，适应不同的设计需求和目标市场。
了解了以上方面的比较后，我们在下一次将探讨这三类原型验证渠道在产品交付、技术支持和维修维护方面的不同。这将帮助我们全面评估每种方案的优势和局限，为选择最合适的原型验证平台提供更多的依据。
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