如今，產(chǎn)品的智能化已經(jīng)成為一種不可逆轉的趨勢，很多的產(chǎn)品中都會加入SoC模塊，對于設計人員而言，眾多的硬件模塊、固件和軟件之間的復雜交互已經(jīng)使實時的全生命周期監(jiān)測成為SoC設計人員不可或缺的工具，設計方法的改變也正在使整個系統(tǒng)的監(jiān)測比以往任何時候都更有必要，靈活的軟件開發(fā)和特殊編程實踐本質上都需要實際系統(tǒng)的高細節(jié)可見性。同時，隨著軟硬件的交互增加，系統(tǒng)硬件和軟件可能不會在傳統(tǒng)意義上來“構建”，工程師需要清楚地了解其系統(tǒng)運行時的行為。
近日，UltraSoC公司在其嵌入式監(jiān)測和分析基礎架構中推出了新技術，支持高性能計算、存儲和實時設備的設計人員能夠從其產(chǎn)品中獲取最高級別的性能。作為一家提供半導體知識產(chǎn)權（SIP）產(chǎn)品的公司，UltraSoC的產(chǎn)品支持設計人員在當今消費電子、計算和通信產(chǎn)品的核心部分為系統(tǒng)級芯片加入智能自分析功能。公司的嵌入式分析技術有助于解決當今高科技行業(yè)所面臨的最緊迫的問題，包括網(wǎng)絡安全、功能安全和復雜性管理。近日，UltraSoC首席執(zhí)行官Rupert Baines就公司最新技術和現(xiàn)狀與媒體進行了深入交流和探討。
縮短SoC設計開發(fā)時間的關鍵技術是什么？
隨著應用場景的多樣性和復雜度快速增長，現(xiàn)狀的電子產(chǎn)品復雜而強大，單個智能手機擁有30年前超級計算機的處理能力，一個簡單的互聯(lián)網(wǎng)搜索查詢將觸及2000個完全成熟的計算節(jié)點。客戶對于半導體芯片的集成度和運算量也在與日俱增，傳統(tǒng)的SoC開發(fā)方法學已經(jīng)無法跟上不斷增加的系統(tǒng)復雜性，從而造成了生產(chǎn)力差距。UltraSoC 的智能分析技術彌合了這一差距，為開發(fā)團隊提供了切實可行的見解，來縮短整個開發(fā)周期、加速調(diào)試、降低風險和成本以確保及時上市。“通過使用 UltraSoC 的技術，SoC 設計團隊可使其利潤率翻倍，并將開發(fā)成本降低四分之一。”UltraSoC公司首席執(zhí)行官Rupert Baines對編輯說道。
據(jù)UltraSoC公司首席執(zhí)行官Rupert Baines介紹，由于UltraSoC的分析和監(jiān)測技術被直接嵌入到芯片的硬件中，因此與使用其他技術相比，它能夠捕獲SoC中更快發(fā)生的事件（通常在納秒級的范圍內(nèi)）。訪問這種周期精確的追蹤信息意味著致力于深度嵌入式應用的客戶將能夠準確地查看他們的代碼執(zhí)行的周期數(shù)，是否存在停頓和依賴關系，以及它們持續(xù)了多長時間。掌握了這些信息，這些性能關鍵型系統(tǒng)的設計人員可以進一步優(yōu)化其設計并獲得最大的效率收益。擠出最多可用的每一點性能正變得越來越重要，在每個周期都有價值的世界中，UltraSoC正在力助推進更快的數(shù)據(jù)訪問、更好的計算性能和最佳效率。
通過增加周期精確的追蹤功能，可使利用UltraSoC嵌入式分析技術的實時應用開發(fā)人員不僅能夠查看器件內(nèi)部發(fā)生的情況，而且更為關鍵的是可以看到發(fā)生某些情況的時間。UltraSoC公司首席執(zhí)行官Rupert Baines繼續(xù)說道，“UltraSoC的嵌入式分析產(chǎn)品專為需要了解重要性的任何人而設計，我們的硅IP和軟件提供了對任何電子系統(tǒng)中硬件和軟件操作的密切可見性和分析。”
對于電子產(chǎn)品而言，時間就是產(chǎn)品的生命，開發(fā)者希望用最前沿的技術去縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，UltraSoC最新的周期精確追蹤技術可用于半導體設計，節(jié)省開發(fā)時間。UltraSoC公司首席執(zhí)行官Rupert Baines提到，憑借嵌入芯片中的 UltraSoC 智能分析技術，工程師可通過監(jiān)測和分析整個系統(tǒng)的實際行為，來采取措施去降低系統(tǒng)功耗、提高性能、防止惡意入侵和確保產(chǎn)品安全。客戶在系統(tǒng)級芯片開發(fā)周期中使用UltraSoC的技術，可以讓產(chǎn)品在上市時間和成本方面獲得極大的優(yōu)勢。UltraSoC的產(chǎn)品已經(jīng)被眾多全球領先的半導體廠商采用，同時被授權的廠商已經(jīng)在40nm、28nm、16nm和7nm等工藝節(jié)點上實現(xiàn)了器件的成功流片。
降低開發(fā)者針對機器學習和AI應用的開發(fā)負擔
UltraSoC的系統(tǒng)級監(jiān)測和分析功能從芯片的內(nèi)核處理組件擴展到了系統(tǒng)的所有部分——可能包括數(shù)千個IP模塊以及子系統(tǒng)、總線、互連線路和軟件。UltraSoC架構中的新功能支持芯片設計人員在同一個基礎架構中部署數(shù)萬個監(jiān)測和分析模塊。通過提供集成的、一致的系統(tǒng)行為分析，UltraSoC顯著降低了下一代機器學習和人工智能應用的開發(fā)負擔，同時能夠實現(xiàn)諸如基于硬件的安全防護和功能安全等創(chuàng)新產(chǎn)品功能。
UltraSoC首席執(zhí)行官Rupert Baines表示，就應對多個異構處理器、標準和專有的總線結構甚至定制邏輯電路的能力而言，我們的解決方案在市場上是獨一無二的。這次我們的架構實現(xiàn)大幅度擴展使我們更加領先于傳統(tǒng)解決方案——無論是在調(diào)試和開發(fā)領域，還是支持我們的客戶去集成全生命周期監(jiān)測功能，以確保實現(xiàn)安全防護、功能安全和實際性能的優(yōu)化。
UltraSoC架構的擴展包含高效的無限監(jiān)測功能，可幫助開發(fā)人員解決系統(tǒng)復雜性問題，這是當今電子行業(yè)面臨的最緊迫的問題之一。除了現(xiàn)代SoC的龐大規(guī)模之外，機器學習和人工智能算法通常具有內(nèi)在的不確定性：因為它們通過“學習”來設計自己解決問題的方法，而系統(tǒng)的原型設計師不可能預測到在最終應用中它們將如何表現(xiàn)。因此，對芯片行為的全生命周期監(jiān)測是獲得芯片內(nèi)部運行及更廣泛系統(tǒng)真實情況的唯一方法。
周期精確追蹤技術可用于RISC－V處理器追蹤解決方案
在實時和性能關鍵型應用中，周期精確追蹤正變得越來越重要，工程師需要將其硬件和軟件代碼的運行優(yōu)化到單時鐘周期的水平，即被CPU、GPU、DSP或加速器所識別的最小時間單位。周期精確追蹤技術最初將作為UltraSoC用于RISC－V處理器追蹤解決方案的一部分提供，RISC－V是一個快速增長的開源處理器項目。
據(jù)OFweek電子工程網(wǎng)編輯了解，新的周期精確追蹤功能建立于UltraSoC在RISC－V開發(fā)和調(diào)試方面的領先性基礎之上。在2018年初，UltraSoC宣布推出業(yè)界第一款也是唯一一款專為RISC－V設計的商用追蹤編碼器IP，提供了一種實時監(jiān)控CPU程序執(zhí)行的機制。它對指令執(zhí)行和數(shù)據(jù)內(nèi)存訪問進行編碼，并輸出一種高度壓縮的追蹤格式。 外部軟件可以隨后獲取此數(shù)據(jù)并使用它來重建程序執(zhí)行流程。
處理器追蹤是系統(tǒng)開發(fā)人員的一個關鍵需求，因為它支持詳細地查看程序的運行，逐條指令的周期精確追蹤允許您查看程序是在何時被執(zhí)行的。據(jù)悉，UltraSoC的RISC－V追蹤編碼器是為符合RISC－V標準而開發(fā)的，同時提供許多強大的功能，如數(shù)據(jù)和指令追蹤、一系列計數(shù)器和定時器以及快速分析描繪工具，使其與實現(xiàn)基線RISC－V標準要求的開源代替產(chǎn)品明顯不同。由于與其他內(nèi)核的軟件、外圍設備、實時事件、不成熟集成或上述所有因素的某種組合形成交互，軟件的運行并不總是如預期的那樣或在預期時候的那樣運行；結果是實時行為受到了影響。
目前，已經(jīng)有眾多業(yè)內(nèi)知名的RISC－V處理器采用了UltraSoC的最新技術。UltraSoC公司首席執(zhí)行官Rupert Baines表示，UltraSoC的RISC－V Trace Encoder追蹤編碼器支持32位和64位RISC－V設計，該IP塊可與UltraSoC產(chǎn)品組合的其他部分順利集成，支持開放式和行業(yè)標準架構，以將自分析功能置于SoC的核心。晶心科技利用UltraSoC包括業(yè)界唯一商用RISC－V處理器追蹤解決方案，來實現(xiàn)其復雜應用嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)加速和調(diào)試增強，這些應用包括人工智能、計算機視覺、網(wǎng)絡控制器和存儲等。