1、虚拟原型：芯片设计领域的革新利器
芯片设计公司长期面临双重挑战：既要研发高性能芯片方案，又得缩短周期抢先推新。当下，系统与软件的复杂度与日俱增，传统软件开发方法在当下复杂形势中弊端渐显，如介入时间靠后增加了开发周期，难满足行业发展，革新势在必行。“Shift Left”——左移开发理念虽并非新兴概念，但其在当下愈发凸显出重要价值。其核心在于尽早进入软件开发环节，利用虚拟平台等与硬件设计并发进行早期软件开发，也可利用软件将验证和测试工作提前至设计初期。毕竟，设计初期发现并解决问题，成本和时间投入远低于项目后期。借助左移开发，芯片设计公司能更主动地把控质量，降低潜在风险及问题定位成本，提升整体开发效率，从而缩短芯片开发周期。
2、混合仿真：融合物理原型与虚拟原型的前沿技术
混合仿真不仅能够助力实现更早的架构优化与软件开发，还能在关键IP（知识产权核）的寄存器传输级（RTL）验证过程中，通过软件驱动RTL验证实现更高的验证效率。混合仿真解决方案让系统的一部分在硬件原型或硬件仿真器中运行，另一部分在虚拟原型中运行，结合二者的优势，建构混合验证系统。
可扩展的虚拟平台是混合仿真得以实现的重要基础。通过提供各种组件，开发人员可根据设计需求，将这些组件像搭积木一样拼接成虚拟原型（VP）。在这个VP之上，可运行多种操作系统或应用程序，如Ubuntu、Android、U - boot、RTOS等，为芯片配套的软件开发和验证提供丰富测试场景。
在芯片尚不可用之前，混合仿真解决方案能提供良好的IP 接入，借助虚拟平台为软件开发创造有利条件。开发的软件同时也作为RTL硬件的验证激励。开发人员可在虚拟平台的CPU上运行开发的软件，作为硬件验证编写的测试模型，通过将暂未完成开发的RTL模块迁移到虚拟平台，可以尽早地构建完整的验证系统并bring-up，从而使能早期软件开发，提升验证效率。
虚拟平台有助于提高测试覆盖率、生产力和质量。它具备集成丰富的调试能力，能够让开发人员直观地观察从代码到硬件内部寄存器的运行情况，从而提升测试和问题解决效率。开发人员可以根据应用场景在软件中创建Corner测试，并在思尔芯的芯神瞳原型验证平台上执行，提高生产力。同时，在虚拟原型中构建的用例可作为在原型验证平台上运行的高性能回归测试，进一步确保芯片的质量和性能。
利用虚拟平台和思尔芯的芯神瞳FPGA的混合仿真技术能有效加速仿真时间。对于软件速度表现不佳的组件，可移植到FPGA实施，剩余部分组件则运行在软件上。如：客户先撰写SystemC or C/C++模型，运行整体系统仿真，判断哪些模型是性能瓶颈并可通过FPGA执行提升运行效率，然后通过HLS等方法将这些模型转化到RTL并部署到FPGA再运行仿真，以实现系统仿真性能的提升。
5、成功案例 - SW + FPGA开发板
在前面详细阐述虚拟平台丰富应用场景的基础上，下面通过一个SW + FPGA开发板的成功案例，进一步展现虚拟平台在实际项目中的强大效能与独特价值。
此案例聚焦于图像处理设计领域。该系统中，CPU扮演核心控制角色，精准调度硬件资源；内存负责存储图片，为图像处理提供数据基础；而图像处理器则需频繁访问内存以获取并处理图像数据。如此复杂且紧密协作的系统架构，对验证工作提出极高要求，也凸显出可扩展虚拟平台应用的必要性。
值得一提的是，VP中还集成图像显示等功能模块，开发人员可直接观察处理后的图像情况，极大提升调试效率。此外，VP中还能集成通过软件实现的图像处理算法，将其作为Image Processor 1。系统运行后，以Image Processor 1的处理结果作为标准，与FPGA中Image Processor 2的处理数据进行对比，以此验证FPGA处理的正确性。
思尔芯的Genesis芯神匠Virtual Platform虚拟平台凭借其独特的搭建方式和广泛的应用场景，在芯片设计与验证领域发挥着不可替代的作用。它不仅为开发人员提供便捷、高效的开发环境，还为芯片的质量和性能提供有力保障，推动着芯片行业不断向前发展。随着技术的不断进步，虚拟平台有望在更多领域展现其强大魅力，为芯片设计与开发带来更多创新与突破。
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