开芯院采用芯华章P2E硬件验证平台加速RISC-V 验证

【导语】近日，系统级验证EDA解决方案提供商芯华章科技与北京开源芯片研究院宣布，双方携手基于芯华章的P2E硬件验证系统，共同探索出适用于RISC-V架构的高效验证方法学。该方案预期将显著提升验证效率，有效解决RISC-V CPU设计验证中面临的用例运行时间长和调试难度大等挑战。此次合作不仅为RISC-V处理器验证提供了创新(xīn)解(jiě)决(jué)方(fāng)案，还将进一步推动国产RISC-V处理器的发展与产业应用。

近日，系统级验证 EDA 解决方案提供商芯华章科技与北京开源芯片研究院（以下简称 “开芯院”）宣布，双方基于芯华章的P2E 硬件验证系统双模验证平台，共同探索出适用于 RISC-V 架构的高效验证方法学。该方案基于开芯院昆明湖四核设计，预期实现倍数级的效率提升，解决了RISC-V CPU设计在验证中用例运行时间长和调试难度大的双重挑战。

以传统方式进行复杂的RISC-V处理器设计验证，往往会面临如下挑战：

Prototyping （原型验证）平台负(fù)责(zé)大(dà)量(liàng)软(ruǎn)件(jiàn)测(cè)试(shì)、性(xìng)能(néng)分(fēn)析(xī)等(děng)，但(dàn)软(ruǎn)件(jiàn)测(cè)试(shì)作(zuò)为(wèi) CPU 子(zi)系(xì)统(tǒng)的(de)主力(lì)验(yàn)证(zhèng)方(fāng)法(fǎ)，会(huì)遇(yù)到(dào) RTL 设(shè)计(jì)问(wèn)题(tí)，Prototyping平(píng)台(tái)由(yóu)于(yú)自(zì)身(shēn)的(de)调(diào)试(shì)能(néng)力(lì)问(wèn)题(tí)导(dǎo)致(zhì)调(diào)试(shì)效(xiào)率(lǜ)较(jiào)低(dī)；

Emulation（硬(yìng)件(jiàn)仿(fǎng)真(zhēn)） 平(píng)台(tái)负(fù)责(zé) CPU 指(zhǐ)令(lìng)集级(jí)别(bié)随(suí)机(jī)验(yàn)证(zhèng)、初(chū)始(shǐ)软(ruǎn)件(jiàn)测(cè)试(shì)版(bǎn)本(běn)构(gòu)建(jiàn)和(hé)深(shēn)度(dù)问(wèn)题(tí)调(diào)试(shì)，但(dàn)由(yóu)于(yú)Prototyping 和(hé) Emulation 平(píng)台(tái)的验证环境的差异，可能导致 Emulation 平台无法复现问题，Emulation 运行速率低导致 case 运行时间过长。

因此，开发一套针对 RISC-V 架构的高效验证方法学迫在眉睫。

芯华章的P2E 硬件验证系统集成了原型验证和硬件仿真双模式，依托自主研发的一体化 HPE Compiler，支持芯片设计的自动综合、智能分割、优化实现和深度调试。该平台基于统一芯片、硬件和软件，实现了硬件仿真和原型验证的无缝集成，能有效缩短芯片验证周期，已在获得国内外众多头部芯片设计厂商的广泛采用。

针对 CPU 设计验证的双重挑战，芯华章和开芯院充分利用 P2E双模能力，开发出一套高效、全面的验证方法学：

基于相同的验证环境，同样的编译流程，相同的硬件平台，同时构建 Prototyping DB 和 Emulation DB，确保了不同平台之间差异最小；验证工程师在 Prototyping DB 运行测试用例，一旦遇到深层问题，切换到 Emulation DB 实施硬件调试；Emulation DB 提供灵活 Trigger 和全信号可视的能力，为深层调试提供保障。

2025 年 7 月 11 日，本次合作的研究成果发布，基于昆明湖四核设计，在相同的验证环境下，同时产生 Prototyping 和 Emulation 双 DB，其中 Prototyping 性能达到 9.2MHz，Emulation 性能为 5.2MHz。Emulation 平台开启 Massive Probe 功能，添加 230万条信号用于 Core 的调试，并添加 Dynamic Trigger 功能用于高速定位出错的时间点。

此外，此次探索完全基于芯华章昭睿FusionFlex云平台进行部署和调试。从对 RISC-V 感兴趣的设计公司角度来看，这极大简化了 RISC-V IP 的评估成本，设计公司直接登录云平台即可实施评估；从开芯院角度而言，更多的用户在线体验和测试也有助于 RISC-V IP 更快地收敛和成熟。

开芯院研究院副院长唐丹表示：“RISC-V 生态的繁荣离不开高效的验证技术支持。与芯华章的(de)合(hé)作(zuò)，能(néng)够(gòu)充(chōng)分(fēn)整(zhěng)合(hé)双(shuāng)方(fāng)资(zī)源(yuán)，有(yǒu)望(wàng)为(wèi) RISC-V 验(yàn)证(zhèng)方(fāng)法(fǎ)学(xué)带(dài)来(lái)新(xīn)的(de)突(tū)破(pò)，进(jìn)一(yī)步(bù)提(tí)升(shēng)我(wǒ)国(guó)在(zài)开(kāi)源(yuán)芯(xīn)片(piàn)领(lǐng)域的(de)技(jì)术(shù)竞(jìng)争(zhēng)力(lì)。”

芯(xīn)华(huá)章(zhāng)联(lián)合(hé)CEO谢(xiè)仲(zhòng)辉(huī)表(biǎo)示(shì)：“此(cǐ)次(cì)与(yǔ)开(kāi)芯(xīn)院(yuàn)的(de)合(hé)作(zuò)，是(shì)芯(xīn)华(huá)章(zhāng)在(zài)推(tuī)动(dòng)国(guó)产(chǎn) EDA 技(jì)术(shù)与(yǔ)开(kāi)源(yuán)芯(xīn)片(piàn)生(shēng)态(tài)融(róng)合(hé)发(fā)展(zhǎn)道(dào)路上(shàng)的(de)重(zhòng)要(yào)一(yī)步(bù)。我(wǒ)们(men)希(xī)望(wàng)通(tōng)过(guò)双(shuāng)方(fāng)的(de)共(gòng)同(tóng)努(nǔ)力(lì)，能(néng)够(gòu)为(wèi) RISC-V 处(chù)理(lǐ)器(qì)的(de)验(yàn)证(zhèng)难(nán)题(tí)提(tí)供(gōng)创(chuàng)新(xīn)解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)，助(zhù)力(lì) RISC-V 架(jià)构(gòu)在(zài)更(gèng)多(duō)领(lǐng)域实(shí)现(xiàn)广(guǎng)泛(fàn)应(yīng)用(yòng)。” 

随(suí)着(zhe)合(hé)作(zuò)的(de)深(shēn)入(rù)开(kāi)展(zhǎn)，芯(xīn)华(huá)章(zhāng)与(yǔ)开(kāi)芯(xīn)院(yuàn)将(jiāng)持(chí)续(xù)分(fēn)享(xiǎng)研(yán)究(jiū)成(chéng)果(guǒ)，推(tuī)动(dòng)相(xiāng)关技(jì)术(shù)在(zài)行(xíng)业(yè)内(nèi)的(de)应(yīng)用(yòng)与(yǔ)推(tuī)广(guǎng)，为(wèi)国(guó)产(chǎn)RISC-V 处(chù)理(lǐ)器(qì)的(de)研(yán)发(fā)与(yǔ)产(chǎn)业(yè)发(fā)展(zhǎn)贡(gòng)献(xiàn)力(lì)量。