SoC的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，上市時(shí)間、軟硬件集成、系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證、系統(tǒng)性能、異構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全/功能安全等都是設(shè)計(jì)人員需要考慮的因素。流片前，設(shè)計(jì)師能通過(guò)仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證，但是流片過(guò)程中很多意想不到的結(jié)果，需要在流片后仍能被準(zhǔn)確的檢測(cè)出來(lái)。

有人就盯緊了這個(gè)設(shè)計(jì)需求，專(zhuān)為SoC提供內(nèi)部分析及監(jiān)測(cè)技術(shù)，在SoC設(shè)計(jì)過(guò)程中，加入該公司的嵌入式分析IP/軟件，不僅在流片前、還能在流片后、甚至在這顆SoC的整個(gè)生命周期內(nèi)對(duì)SoC提供片上分析，同時(shí)發(fā)現(xiàn)SoC軟硬件問(wèn)題(以往需要兩個(gè)軟件)。該技術(shù)幫助SoC設(shè)計(jì)師增加先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全、功能安全性以及性能微調(diào)等特性，可適用于任何主控處理器的SoC內(nèi)部分析、追蹤與監(jiān)測(cè)技術(shù)。

UltraSoC就是這樣一家公司。這家總部設(shè)在英國(guó)的公司雖然只有二十幾名員工，但有很多是設(shè)計(jì)界老將，其中Cadence公司的聯(lián)合創(chuàng)始人Alberto Sangiovanni-Vincentelli現(xiàn)擔(dān)任UltraSoC的董事長(zhǎng)。

在2018年11月底珠海舉辦的“中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2018年會(huì)暨珠海集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”期間，記者有幸采訪了UltraSoC首席戰(zhàn)略官Aileen Smith女士。

“五年前谷歌服務(wù)器中25%硬盤(pán)速度下降了25%，但谷歌20個(gè)月后才發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題，又花了2年才找到問(wèn)題所在，如果用UltraSoC的IP，2、3天就可搞定。”Aileen用這樣一個(gè)例子說(shuō)明UltraSoC的技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的價(jià)值。成立于2015年，一年前，該公司還只有7家客戶(hù)，但現(xiàn)在已增加到17家，包括海思、英特爾、Microchip、中天微，以及IT系統(tǒng)集成商Kraftway等。

“IC公司的SoC越是復(fù)雜，越需要我們的產(chǎn)品。”Aileen表示。工程師可以利用UltraSoC的IP，清晰地了解芯片上不同的處理單元、定制化邏輯和系統(tǒng)軟件之間的性能表現(xiàn)。另外，這種嵌入式的解決方案，只進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不干涉，不像使用探針?lè)桨缚赡軙?huì)帶來(lái)時(shí)序問(wèn)題。

現(xiàn)在，許多安全標(biāo)準(zhǔn)都要求鎖步操作，例如汽車(chē)領(lǐng)域的ISO26262、以及IEC 61508、EN50126 / 8/9和CE 402/2013。近日該公司推出的Lockstep Monitor(鎖步監(jiān)測(cè)器)，通過(guò)檢查關(guān)鍵系統(tǒng)核心單元的處理器內(nèi)核是否在可靠、安全、無(wú)隱患地運(yùn)行，顯著提高其功能安全性。

實(shí)際上，UltraSoC 是一家為系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)提供內(nèi)部分析及監(jiān)測(cè)技術(shù)的先鋒企業(yè)。支持市面上各種CPU架構(gòu)，諸如Arm、MIPS、RISC-V等。UltraSoC的嵌入式分析技術(shù)可支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員去增加先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全、功能安全性以及性能微調(diào)等特性;與此同時(shí)，該技術(shù)還能幫助企業(yè)更好地應(yīng)對(duì)不斷升級(jí)的系統(tǒng)復(fù)雜性難題以及日益嚴(yán)苛的縮短上市時(shí)間需求。

同時(shí)，UltraSoC的IP模塊不僅可用于SoC，還可用于手機(jī)、基站、汽車(chē)等復(fù)雜的異構(gòu)系統(tǒng)，是協(xié)議自適應(yīng)的模塊，可以看各種信號(hào)時(shí)序(Timing)或C代碼等。而過(guò)去一般是用兩套程序看，但UltraSoC一套就可同時(shí)看Timing和C代碼。

不僅幫助SoC芯片開(kāi)發(fā)人員，還可在最終產(chǎn)品中讀取數(shù)據(jù)，例如從飛機(jī)、汽車(chē)、手機(jī)等中讀取數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)不正常/受到黑客攻擊，可立即報(bào)警。因?yàn)椴捎玫氖怯布椒?，?zhí)行速度很快，只需幾微秒的反應(yīng)時(shí)間，從而確保功能安全。

此外，UltraSoC是可視化、實(shí)時(shí)的，在運(yùn)行時(shí)不會(huì)干擾SoC的設(shè)計(jì)。

RISC-V目前在中國(guó)熱度很高，但其實(shí)其整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)目前缺乏對(duì)諸如鎖步操作等功能安全性和安全防護(hù)規(guī)則的支持 ，而這些是許多全球性標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制要求的，如ISO26262強(qiáng)調(diào)的功能安全性、J3061強(qiáng)調(diào)的網(wǎng)絡(luò)安全，以及IEC 61508、EN50126 / 8/9和CE 402/2013等全球性標(biāo)準(zhǔn)。UltraSoC的Lockstep Monitor鎖步監(jiān)測(cè)器支持無(wú)論是使用了開(kāi)源還是商用內(nèi)核的任何RISC-V系統(tǒng)去集成精密的安全功能。

事實(shí)上在2017年該公司就開(kāi)發(fā)了RISC-V處理器追蹤技術(shù)，并隨后很快將其追蹤規(guī)范提供給RISC-V基金會(huì)(RISC-V Foundation)，用于基金會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作的一部分。UltraSoC是RISC-V基金會(huì)第一批會(huì)員，也是目前為止唯一的RISC-V核的調(diào)試和跟蹤工具，與包括晶心科技、Codasip、Roa Logic、SiFive和Syntacore等主要RISC-V內(nèi)核供應(yīng)商合作。

Aileen表示很希望借RISC-V打開(kāi)更多市場(chǎng)，尤其是中國(guó)市場(chǎng)?；诠厩度胧絀P的特性，如果未來(lái)還出現(xiàn)新的處理器架構(gòu)，“我們一樣可以輕松監(jiān)測(cè)到。”

Aileen這樣總結(jié)UltraSoC可為業(yè)界帶來(lái)的四大價(jià)值：

1. 幫助客戶(hù)在實(shí)驗(yàn)室更快地優(yōu)化性能，從而更快上市。據(jù)美國(guó)一家第三方公司調(diào)研，可使每家公司的工程成本平均下降2千萬(wàn)美元。

2. 對(duì)客戶(hù)和客戶(hù)的客戶(hù)有用，例如SoC用于汽車(chē)，可很快知道SoC工作是否正常，提高汽車(chē)的安全性和防護(hù)能力。而通常為了提高安全性，需要付出更多的成本。

3. 當(dāng)升級(jí)或更換軟件時(shí)，可能會(huì)引起硬件性能的下降，UltraSoC可告訴客戶(hù)SoC性能是否會(huì)下降、下降了多少。

4. 自動(dòng)駕駛是當(dāng)前熱門(mén)技術(shù)發(fā)展方向，系統(tǒng)需要微秒之內(nèi)的響應(yīng)來(lái)保證自動(dòng)駕駛汽車(chē)的安全性，且攝像頭/傳感器不能出問(wèn)題(如監(jiān)控畫(huà)面被卡)，UltraSoC的硬件監(jiān)測(cè)和分析方法比軟件快一千倍。