2023年6月15日，芯华章正式发布硬件仿真系统桦敏HuaEmu E1。项目研发负责人表示，桦敏HuaEmu E1可满足150亿门以上芯片应用系统的验证容量。

(资料图片)

从从高性能FPGA硬件验证系统“桦捷HuaPro P1”到双模验证系统“桦捷HuaPro P2E”再到硬件仿真系统“桦敏HuaEmu E1”，芯华章的数字验证产品逐步完善，从原型验证(Prototype Verification)到硬件仿真(Emulation)。随着桦敏HuaEmu E1的正式推出，代表芯华章已经迈入了拥有完整数字验证全流程工具链的新时代 。

伴随着芯片设计规模越来越大，与系统应用的结合越来越紧密，带来的则是芯片设计与验证越来越难。验证已经成为影响芯片设计周期的瓶颈。如何让设计和验证都更加快速，以满足产品高质量和缩短上市周期两方面的要求。则需要EDA公司提出创新方案。

看到桦敏HuaEmu和桦捷HuaPro，用“敏、捷”来命名公司的验证产品线，让人联想到芯华章提倡的敏捷验证。

以敏捷验证为目标，芯华章在芯片验证领域不断创新，针对复杂应用场景，提出了一系列具有革新意义的验证工具和方法，如2021年发布的穹鼎GalaxSim1.0、桦捷HuaPro P1 、穹瀚GalaxFV、穹景GalaxPSS等四款验证产品和智 V验证平台FusionVerify Platform，2022年发布的数字验证调试系统昭晓FusionDebug以及桦捷HuaPro P2E，再到桦敏HuaEmu E1，在基于经典验证方法学的基础上，结合了新的算法与架构，融入分布式的技术路径，相较传统的验证工具，在性能、调试、验证规模等多个方面都展现了更强的验证效率与使用灵活性。

在EDA问世之前，设计人员必须通过手工完成电路设计和布线等基础工作。早期开发者想验证芯片的设计是否符合预设，只有等待极其漫长的仿真结果，或是等待流片成果，而一旦结果不如预期，不管是再次仿真或是二次流片，都将产生极高的机会成本。

随着芯片集成度提高和性能的多元化，令芯片设计要求也变得越来越复杂。芯片集成度从早期的万门到十万门到百万门，芯片的仿真过程已经让人无法忍受。当Xilinx推出FPGA（现场可编程逻辑门阵列）后，有芯片开发者在FPGA开发板的基础上，在芯片设计过程中用FPAG和软件“搭建软硬件一体的系统验证环境”，有一定机会发现隐蔽的bug，作为芯片仿真验证的一个补充，从而加速芯片产品上市。于是FPGA原型验证这一解决方案就此应运而生，这一比流片便宜、比仿真要快的方式，成为芯片开发者检验设计有效性的主流且成熟的芯片验证方法。

硬件仿真器（hardware emulator）能对全芯片进行和芯片时序行为一致的硬件仿真，包括全芯片信号的提取，对全芯片的功能、性能、功耗进行系统级的验证与调试，也就是说硬件仿真器在芯片设计过程中可对完整封闭的设计进行加速仿真并调试，相较FPGA原型验证的好处是，用户无需花费大量的时间去考虑如何设计、如何分割、如何布局布线等问题，从而在易用性方面大大增强。

基于FPGA架构的桦敏HuaEmuE1硬件仿真器确实是个"庞然大物"，透过蜂窝状的机身前脸看到，大量的FPGA单板与电源、控制等互相连接起来，据说单台9.6亿门的桦敏HuaEmu E1硬件仿真系统体重有800公斤，最大功耗10000瓦。据透露，因为功耗太高，系统采用毛细血管冷却系统进行冷却。想想16台桦敏HuaEmu E1连接摆在一起，那将何等壮观。

硬件仿真器的设计难度有多大，我真不知道，用百人级团队和1000+天工作，也不足以形容。

但是IEEE CEDA颁发的PhilKaufman Award享有EDA领域诺贝尔奖称号。

Phil Kaufman是谁？PhilKaufman是Quickturn的CEO。

Quickturn是家什么产品公司？Quicktur是复杂芯片仿真领域的先驱。正是Phil Kaufman领导的Quickturn推出全球第一台硬件仿真器，大大加速了复杂芯片的验证速度。

硬件仿真器有多重要？1992年PhilKaufman出差途中去世，1994年CEDA就颁发了以Phil Kaufman命名的奖项。该奖项的获得者都是EDA的功勋人物。

Hermann K.Gummel(Gummel-Poon模型以其名字命名)、Donald Pederson(SPICE之父)、Carver A.Mead(VLSI设计方法发明人)，这些你可以说都不熟悉。没关系，有几个华人获奖者，你肯定熟悉，葛守仁(电路布局理论)、黄炎松(Cadence的创始人)、刘烱朗(组合优化理论，图灵奖获得者姚期智的博导)、胡正明(BSIM和FinFET的发明人)。

凭借获奖人的贡献，就知道Phil Kaufman Award在EDA领域的重要性，就说明硬件仿真器的设计难度有多大。

桦敏HuaEmu E1的技术创新性与功能领先性到底如何？

我们先听芯华章的说法。芯华章首席科学家林财钦博士从1990年代起就在做硬件仿真系统。林博士表示，硬件仿真系统用了将近三十年时间不断发展成熟，是当前验证芯片、软件和系统完整功能最准确的方式。在HuaEmu E1的研发过程中，我们面向EDA 2.0目标，融入了多项自主研发的核心技术，实现了对传统硬件仿真器的继承和超越，打造了为系统验证和软件开发提供大容量、高性能、调试能力强的新—代硬件仿真产品。HuaEmu E1集成芯华章自研的自动化、智能化全流程编译软件HPE Compiler，能自动实现完整的系统级芯片仿真，并进行和真实使用场景一致的硬件仿真，进而借助强大的调试能力，实现对全芯片的功能、性能、功耗进行系统级的验证与调试，用户只需要关心如何使用E1去发现和解决软硬件设计问题，在验证性能和易用性方面大大增强。

接下来我们看看第三方机构的评价。中国通信学会副秘书长欧阳武在产品发布会上表示，学会组织专家组经过多轮调研和反复论证，认为HuaEmu E1产品在支持的设计容量、仿真速度、软件工具、调试功能、仿真方案等方面核心指标具有国内领先性，并且在主要技术指标上正在向国际同类先进产品看齐，能够满足当前国内大容量芯片设计硬件仿真和系统级验证的需求，是国内首台设计上支持百亿门以上大容量的硬件仿真器产品。

最后我们来听听用户的声音。全球首家可重构智能计算芯片设计公司清微智能SoC首席验证专家吕凌鹏表示，硬件仿真器在SoC设计中因为容量大、速度快和容易调试的原因，应用很普遍。我们的AI IPC项目使用芯华章HuaEmu E1的仿真，帮助我们进行TBA和ICE模式的功能验证，能达到1-10MHz的高运行性能，有效提升了验证的效率，同时也有助于设计过程中对算力和带宽的性能评估。

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