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使用SystemC/TLM进行芯片系统级建模和虚拟原型开发,在实际项目中的价值和流程是怎样的?

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7小时前
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听说一些大公司在芯片设计早期会用SystemC/TLM做系统级建模和虚拟原型开发,以便软件提前开发。但学校课程完全没有涉及。想了解在工业界,这个流程具体如何运作?对缩短芯片上市时间有多大帮助?学习SystemC/TLM对数字IC前端或验证工程师的职业发展有加成吗?
单片机玩家

单片机玩家

这家伙真懒,几个字都不愿写!
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  • 电子爱好者小李

    电子爱好者小李

    SystemC/TLM在芯片项目里的价值,简单说就是能让软件团队在芯片流片前就开始干活。传统流程是等芯片回来才能开发软件,现在用虚拟原型,软件调试、驱动开发、操作系统移植都能提前大半年甚至更早启动。这对缩短上市时间帮助巨大,因为软件往往是项目后期最耗时的部分。

    流程上,一般是在架构设计阶段,用SystemC/TLM搭建一个事务级模型。这个模型不关注门级细节,但能模拟芯片的主要功能、内存映射、中断等。软件团队就能在这个模型上跑代码。随着设计深入,模型会逐步细化,可能还会和RTL模型做协同仿真。

    对前端或验证工程师来说,学习SystemC/TLM绝对有加成。特别是做系统级验证、性能建模,或者想往架构师方向发展,这几乎是必备技能。学校不教很正常,工业界也是近几年才普及。建议从TLM-2.0的基础看起,动手写几个简单模型,理解阻塞和非阻塞接口的区别。

    4小时前
  • 电路板玩家

    电路板玩家

    从验证工程师的角度聊聊吧。我们项目里引入 SystemC/TLM 虚拟原型,最直接的感受是验证环境可以提早上线。以前等 RTL 等到天荒地老,现在用 VP(虚拟原型)就能搭起早期的系统验证环境,验证一些高层次的功能和总线交互,比如内存映射对不对、中断传递路径通不通。

    具体流程是,架构团队会产出系统规格和 VP 模型。我们验证团队会利用这个 VP 模型,开发一些 C++ 写的测试激励,或者直接对接更上层的软件测试套件。这个阶段发现的架构缺陷,修改成本比 RTL 阶段低太多了。

    对缩短周期肯定有帮助,但也不是银弹。VP 模型的精度需要把控,太粗略了发现不了问题,太细了又跑得慢,失去意义。通常会和后续的 RTL 仿真、FPGA 原型协同使用,形成一个从抽象到具体的验证闭环。

    学这个对验证工程师加成明显,特别是做系统级验证或芯片级验证的。能让你理解事务级建模和验证方法学,比如 UVM 的某些概念和 TLM 接口有相通之处。建议可以结合一个简单 SoC 模型(比如带 CPU、总线和内存的)学习如何构建和测试它。

    4小时前
  • 电子工程学生

    电子工程学生

    SystemC/TLM 在工业界确实用得挺多的,尤其是那些做复杂 SoC 的大公司。核心价值就是能让软件团队在芯片流片前,甚至在 RTL 都还没完全稳定的阶段,就能在一个相对准确的模型上跑起来。这能直接压缩整个项目周期,软件不用等硬件,可以并行开发。

    流程上,一般是在架构设计阶段,用 SystemC 写一个事务级的模型(TLM),这个模型不关注时钟周期和管脚细节,主要模拟模块间的通信和数据流。这个模型运行速度比 RTL 仿真快几个数量级,可以加载真实的软件(比如操作系统、驱动、应用),进行早期的软件开发和架构验证。

    对缩短上市时间帮助巨大。以前软件等硬件,流片后调试再改,可能耽误半年到一年。现在软件提前了大半年甚至一年开发,等芯片回来,软件已经相对成熟,能更快推向市场。

    对职业发展,如果你做前端架构或者系统验证,懂这个绝对是加分项,能让你从更系统的视角看问题。纯 RTL 设计工程师可能接触少点,但了解没坏处。学习的话,可以从 SystemC 语法和 TLM-2.0 的基础建模开始,网上有一些开源模型可以玩。

    4小时前
  • 逻辑综合小白

    逻辑综合小白

    作为验证工程师,我亲身经历过从零搭建虚拟原型。痛点很明确:RTL 没出来时验证环境没法动,后期软件验证压力山大。

    我们的流程分几步:首先,系统架构师用 SystemC/TLM 搭建一个功能正确的处理器子系统模型,重点在内存映射、中断和基本外设的寄存器接口。这个模型不关心时钟周期,但事务传递要准。然后,我们验证团队会基于这个模型开发早期的测试用例,其实也是给软件团队当小白鼠,帮他们踩坑。我们会把 C 写的固件直接跑在模型上,验证启动流程、外设驱动框架。

    等 RTL 模块陆续出来,我们会做协同仿真,把一些关键模块的 RTL 用仿真器挂到 SystemC 模型上,逐步替换。这个过程能提前发现不少系统集成问题。

    对上市时间的帮助?我觉得主要是降低了项目后期软件和系统集成验证的爆炸性风险,让时间表更可控。对于个人,学习 SystemC/TLM 能拓宽视野,不再局限于模块级验证,对转向系统级验证或架构支持很有好处。不过要学透也需要花时间,建议结合实际项目需求入手,先理解事务级建模的思想比死磕语法更重要。

    5小时前
  • 单片机初学者

    单片机初学者

    SystemC/TLM 在芯片项目里最大的价值就是能让软件团队在芯片流片前好几个月甚至一年就开始干活。以前得等硅回来才能调软件,现在直接在虚拟原型上跑操作系统、驱动和应用,等芯片回来时软件已经基本就绪,能省下大量时间。

    流程上,通常架构团队会用 SystemC 建一个事务级模型(TLM),模拟芯片主要模块(比如 CPU、总线、内存控制器)的行为和性能。这个模型运行速度比 RTL 仿真快几个数量级,可以启动 Linux。软件团队拿到这个模型和相应的“虚拟开发板”环境,就能开始移植和开发了。随着设计推进,模型会逐步细化,可能还会和部分 RTL 混合仿真。

    对缩短上市时间帮助巨大,软件并行开发是关键。至于职业发展,如果你做前端架构或系统验证,懂这个绝对是加分项,能让你从更高层次理解系统。验证工程师用它做早期虚拟平台验证也越来越多。

    想学的话,可以从 SystemC 语法和 TLM-2.0 的基础开始,网上有一些开源模型可以跑跑看。

    5小时前
  • 数字IC萌新

    数字IC萌新

    我司就是做复杂 SoC 的,虚拟原型开发是标准流程。说个具体数字吧,对我们项目而言,它至少帮我们缩短了 3 个月的上市时间。软件团队在芯片回片前 6 个月就开始在 VP 上移植 Linux 内核和驱动了。等芯片回来,操作系统已经基本能跑,主要精力放在性能调优和解决物理问题上了,而不是从零开始。

    具体流程可以分几步走:1. 架构定义后,建模团队快速搭建 TLM-2.0 的松散定时(LT)模型,主要功能是给软件跑。这个模型可能用商业工具(如 Synopsys Platform Architect)或自研框架搭建。2. 硬件设计团队并行开发 RTL。3. 随着 RTL 模块成熟,建模团队会创建近似定时(AT)模型,或者将 RTL 通过协同仿真(Co-Simulation)接口(比如 SC/Verilog 混合仿真)集成进 VP,提高时序精度,供性能分析和更底层的软件调试用。4. 软件团队全程使用同一个 VP,只是后台模型在逐步细化,对他们基本透明。

    对于工程师个人发展,我的建议是:如果你是验证工程师,一定要学。现在系统级验证(SLV)越来越重要,用 TLM 模型作为验证参考模型或者搭建高层测试场景,效率极高。前端工程师学的话,能更好地与架构师沟通,理解性能瓶颈。学习路径:先掌握 SystemC 语法和核心概念,然后重点搞懂 TLM-2.0 的接口、套接字(socket)和通用有效载荷(generic payload)。找一些开源模型(比如 ARM 的 Fast Models)来研究。不用一开始就追求自己从零搭建完整平台,先理解怎么用、怎么集成。有精力可以看看 Accellera 的标准文档和业界大厂(Cadence, Synopsys)提供的教程。

    6小时前
  • 电路板调试员

    电路板调试员

    SystemC/TLM 的价值核心就是“软硬件协同开发”。痛点很明确:传统流程里,硬件(芯片)做出来之前,软件团队只能干等,或者基于不准确的模型开发,导致芯片回来后软件调试时间极长,严重拖慢上市时间。SystemC/TLM 建立的虚拟原型(Virtual Prototype, VP)就是一个在芯片流片前就存在的、可执行的、足够精确的软件仿真模型。软件团队(驱动、操作系统、应用)可以立刻在这个模型上跑起来,进行开发和调试。这直接抢出了几个月甚至半年的开发时间。

    流程上,通常由系统架构团队或专门的建模团队负责。在 RTL 设计甚至更早的架构探索阶段,就用 SystemC 编写事务级(TLM)模型。这个模型重点模拟模块间的通信(比如总线事务)和关键功能,不关心时钟周期和寄存器传输细节,所以仿真速度比 RTL 快成千上万倍。软件团队通过调试器连接到这个运行着的模型,就像连接真实芯片一样进行开发。随着设计推进,模型会不断用更底层的信息(比如从 RTL 提取的时序)进行细化或替换,保持与真实设计的一致性。

    对 IC 前端或验证工程师来说,学习 SystemC/TLM 绝对有加成。前端工程师参与架构建模,能更深刻地理解系统级权衡;验证工程师可以用它搭建高效的系统级测试环境,进行早期软件引导的验证场景,这是传统 UVM 验证在后期才容易覆盖的。它让你从“模块思维”上升到“系统思维”,是向系统架构师或验证架构师发展的关键技能之一。不过要注意,这项技能通常在大公司或复杂 SoC 项目中价值更大。

    6小时前
  • 嵌入式开发萌新

    嵌入式开发萌新

    我司就在用这个流程,说点实在的。我们项目启动后,系统团队会先用 SystemC 建一个虚拟原型,其实就是个可执行的芯片规格。它不关心时钟周期和门级细节,但能准确模拟内存映射、寄存器访问和中断行为。软件团队立马就能基于这个原型开发 Bootloader、驱动和基础固件。等 RTL 出来,我们可以把虚拟原型和 RTL 仿真结合,做更深入的硬件验证。

    缩短上市时间方面,我觉得最关键是减少了芯片回来后的软件调试时间。以前芯片回来发现软件问题,改一次就要等下一次流片,现在大部分问题在虚拟平台上就解决了。

    至于学习,如果你是验证工程师,SystemC/TLM 能让你搭建更高效的验证环境,特别是对于复杂 SoC。前端工程师学这个,能更好地理解系统架构。但别指望学校教,得自己找资料和项目练手。建议先搞懂 TLM 的几种建模风格(比如 LT 和 AT),再研究下如何与 UVM 结合。

    7小时前
  • 数字系统初学者

    数字系统初学者

    SystemC/TLM 的价值在于软硬件协同开发。痛点很明确:芯片流片后软件才开始写,那上市时间就被软件拖住了。实际流程通常是:架构师用 SystemC 建立事务级模型(TLM),模拟芯片的主要功能模块和总线交互。这个模型运行速度比 RTL 快几个数量级,所以操作系统、驱动、甚至应用软件都能在上面跑起来。软件团队在芯片流片前就能开始开发调试,等芯片回来,软件已经基本就绪,能省下好几个月时间。

    对 IC 前端或验证工程师来说,学习 SystemC/TLM 绝对有加成。前端工程师可以用它做架构探索和性能评估,验证工程师可以用它作为黄金参考模型,或者做虚拟平台的验证。建议从 SystemC 语法和 TLM-2.0 的基础开始,再找些开源模型跑跑。不过要注意,这技术在一些中小公司可能用得不多,但掌握它意味着你能参与更前期的设计,职业天花板会更高。

    7小时前
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