可适用于大规模数通芯片性能分析工具开发.pdf
50墨值下载
H3C SEMI
1
可适用于大规模数通芯片性能分析工具开发
新华三半导体技术有限公司
何定铼，王灌锋，王锋，张栗榕
摘要：随着芯片规模的增长以及超高速电路的快速发展,验证的比重和复杂度也呈指数级增长，
同时对性能的评估以及优化带来了挑战。数通芯片需要大的高性能存储，对高速率数据处理硬件
的性能有较高的要求，传统方法一般采用打印数据处理时间,数据类型,大小等进行分析，这种方法
在数据量比较大的时候会造成仿真效率下降以及统计信息不准确；而一些通用的性能分析工具，
无法对大规模数通芯片性能特定协议标准做到有效分析。如何对性能做到高效评估以及分析优化
成为设计验证领域的一大热点。
本文基于自研的芯片性能分析验证工具 ePerf，介绍如何自动进行性能数据采集、并且自动分
析和图形化显示结果，主要包括：
(1) 性能监测点的设计，实时采集需要的数据接口信息，并自动按照特定格式保存成文件,提供
后续性能分析以及优化，监测的数据类型可根据协议设置，如特定报文的 req/rsp 以及 size,读
写类型信息，特定操作命令的发送，接收时间信息等。
(2) 自动分析所采集的性能数据，根据不同协议要求编写性能计算算法计算特定信息的性能,包
括并不限于带宽利用率，延迟，命令速率等；然后通过数学处理软件根据时间，性能关系图形化
显示。
整个信息采集以及自动分析基本组件分为 probe，monitor，analyzer，report；probe 主要
设置需要统计信息的 module;monitor 组件进行实时数据监测，analyzer 通过性能算法计算性能，
最后通过 report 输出性能报告。目前此性能工具已应用到 180 亿晶体管规模的数通芯片关键路
径性能验证中，在芯片性能优化中发挥了重要作用。未来随着数通芯片性能的进一步提升，高性
能存储 HBM2、HBM2E 也会被使用，我们也将继续优化性能工具，期待在未来高性能数通芯片
性能分析中发挥重要的作用。
关键字：IC，设计验证，自动化，UVM，ePerf
H3C SEMI
2
I. 引言
在过去的 20 多年中，数字集成电路发展非常迅速，从传统的真空管，晶体管到现在使用逻辑
设计，大规模集成电路的出现，尤其在通信领域方面，数通芯片可达百亿只晶体管，再加上对电路
性能、功耗、面积等方面的考虑，使得设计的变得非常复杂。数通芯片包含多处理器、存储器、逻
辑控制单元、复杂协议接口和各 IO 控制单元等，这些不同功能的 RTL 设计组装到一起完成数据
的处理和存取等功能，随着数通网络报文处理性能的需求提升，网络系统面临大量的数据包必须同
时处理，使得数据包的处理变得越来越复杂，对性能要求既要低时延，又要具备高数据处理能力，
这给交换芯片架构设计提出了巨大的挑战
[1]
，使得芯片性能分析以及优化流程在 IC 设计开发流程
中变得越来越重要。为应对这一难题，我们公司自研发数通芯片的性能分析平台应运而生。
在大规模集成电路开发中，性能需求在系统架构设计中起到关键作用，也是保证竞争力的重要
指标，对于特定产品往往要求的性能指标不同，架构设计则需要根据成本以及性能需要做出正确的
架构设计以及 IP 选型，然后进行模块功能设计，编写 RTL 后，验证基于其测试性能,通过设计优
化，性能验证迭代出最优性能参数，提供产品应用。
在整个芯片开发流程中，芯片性能是设计成败的关键，在芯片设计验证阶段对性能的测试分析
是保证芯片成功的重要步骤，介于数通芯片对各种不同报文的性能需求，有必要开发一种针对数通
芯片特定报文的性能分析工具。
II. 性能分析的需求以及挑战
大规模数通芯片的设计对性能有不同的需求，Entry-level 处理数据流为 1 到 2Gbps，Mid-
level 处理数据流为 2 到 5Gbps，high-end 处理性能为 10 到 100Gbps，对于不同的性能类
别其芯片架构也不同, 目前随着高性能处理器以及存储设备的出现，普遍采用多核加高性能存储架
构如图 2.1，芯片性能的提升主要依靠并行处理设计和 pipelining 的设计，在目前日益激烈的市
场竞争中，芯片性能已经成为产品成败的关键因素，各大厂商都会从性能和成本角度衡量从而设计
出符合市场预期的产品，这同时给芯片的设计与性能验证带来了更高的要求与挑战。
of 8
50墨值下载
【版权声明】本文为墨天轮用户原创内容，转载时必须标注文档的来源（墨天轮），文档链接，文档作者等基本信息，否则作者和墨天轮有权追究责任。如果您发现墨天轮中有涉嫌抄袭或者侵权的内容，欢迎发送邮件至：contact@modb.pro进行举报，并提供相关证据，一经查实，墨天轮将立刻删除相关内容。
下载排行榜
文档被以下合辑收录
评论