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可编程逻辑器件软件测试
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一、 可编程逻辑器件应用概况 （本部分引用自：FPGA 市场格局及国产机会 - 知乎） 说明：下文中FPGA（“现场可编程逻辑阵列”）泛指各类可编程逻辑器件，同时指代PLD、CPLD等可编程逻辑器件。 受益于与众不同的架构，FPGA的可编程属性使其相比其他处理器，在算力、成本、功耗之间更能取得平衡。FPGA的优势： 可编程灵活性高：FPGA属于半定制电路，理论上，如果 FPGA提供的门电路规模足够大，通过编程可以实现任意 ASIC 和 DSP 的逻辑功能。开发周期短：FPGA无需布线、掩模和定制流片等，芯片开发流程大幅简化，因此普遍被认为是构建原型和开发设计的最快推进路径之一。传统的ASIC和 SoC设计周期平均是14到24个月，用FPGA进行开发时间可以平均降低 55%。并行计算效率高：FPGA属于并行计算，一次可执行多个指令的算法。虽然普遍主频较低，但对部分特殊的任务，大量相对低速并行的单元比起少量高效单元的效率更高。当然，FPGA 也有很多限制因素： 成本方面，实现同样逻辑的性能， FPGA的成本是 ASIC 芯片成本的 10倍以上；功耗方面，FPGA芯片的面积比ASIC更大，功耗也高于ASIC；编程设计，需要采用专用工具进行 HDL编译，再烧录至 FPGA中，技术门槛要求非常高。FPGA 市场前景诱人，行业技术壁垒较高，呈现“两大两小”的市场格局，即AMD（赛灵思Xilinx）、英特尔PSG（Altera）、Lattice（莱迪思）、Microchip （微芯科技）。在此格局下，FPGA企业市场份额也高度集中，赛灵思、英特尔两大公司对 FPGA 的技术与市场占据绝对垄断地位。两家公司占有将近 72%市场份额，专利高达 6000余项之多，而这种垄断仍在加剧。 AMD（赛灵思Xilinx）是 FPGA、可编程 SoC 及 ACAP 的发明者，为业界提供了最灵活的处理器技术，通过灵活应变的计算技术实现行业的快速创新。赛灵思在AI时代的战略布局是以数据中心优先，加速主流市场拓展，推出全新一代AI芯片架构ACAP。ACAP是业界首款自适应计算加速平台，2018年10月由赛灵思推出，全称为“Versal ACAP”，是完全支持软件编程的异构计算平台，将标量引擎、自适应引擎和智能引擎相结合，适用于 AI推断、机器视觉、数据库、计算存储及网络加速等应用场景。 英特尔PSG（Altera）：英特尔在收购了Altera之后，成立了新的业务部门 — 可编程解决方案事业部（PSG）。除了加强现有的 FPGA 业务，可编程解决方案事业部还将与英特尔数据中心事业部和物联网事业部密切合作，推出下一代高度自定义集成产品和解决方案。莱迪思（Lattice）是系统设计全面解决方案的提供商。成立于 1983年的莱迪思半导体，可提供业界最广范围的现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑器件（ PLD）及其相关软件，包括现场可编程系统芯片 （FPSC）、复杂的可编程逻辑器件（ CPLD），可编程混合信号产品（ ispPAC®）和可编程数字互连器件（ispGDX®）。莱迪思为全球消费、通信、工业、计算和汽车市场提供低功耗 FPGA、视频 ASSP 和IP产品。莱迠思的营收 70% 以上来自亚洲地区，中国市场占据极为重要的权重。美高森美（Microsemi）是 Microchip Technology Inc. 的全资子公司，是美国国防军工 FPGA 器件顶级供应商，为通信、国防和安全、航空航天和工业市场提供全面的半导体和系统解决方案组合。美高森美在业内久负盛名，每年都会出现在美国国防预算名单中，在高可靠性应用领域有出众且独特的芯片制造工艺技术，以一己之力承包美国航空航天市场的 FPGA电子器件，军工方面与赛灵思和英特尔 PSG 竞争。 二、EDA工具概况FPGA验证等必须使用EDA软件工具，EDA软件是IC设计的吃饭家伙，离开了寸步难行。老美前面搞的实体清单，对HW等企业限制一项就是EDA工具。
EDA软件工具呈现三巨头垄断情况： Synopsys 新思科技，Synopsys在EDA行业的市场占有率约30%，它的逻辑综合工具DC和时序分析工具PT在全球EDA市场几乎一统江山。Synopsys提供的产品与服务主要分为四类:EDA、IP、制造解决方案、专业服务与其他，其中EDA产品占Synopsys总收入中的一半以上。Cadence(铿腾电子)是EDA行业销售排名第二的公司。Cadence的Virtuso工具已成为业内传奇。Cadence将主营业务分为五类，分别是验证、数字设计、模拟、PCB、IP，其中前三项的地位更为重要，占主营业务收入的份额在75%左右。Mentor Graphics(明导国际，2016年被德国西门子收购)。 Mentor在EDA厂商中始终占有一席之地的原因是其点工具做得非常好。因各种因素影响，国产EDA产业没有取得实质成功，但近十年发展中，华大九天、芯禾科技、广立微、博达微等几个企业从国产EDA阵型中展露生机。华大九天上市以后，获得较大发展。 三、FPGA软件测试FPGA早期是作为硬件工程师的必修内容出现的，一般是硬件工程师在设计完成后自行开展验证。但是随着规模和性能提升，FPGA软件复杂度急剧上升，仿照软件工程化思想，对其开展独立的软件测试成为趋势。2017年，GB/T 33781-2017《可编程逻辑器件软件开发通用要求》、GB/T 33783-2017《可编程逻辑器件软件测试指南》 、GB/T 33784-2017《可编程逻辑器件软件文档编制规范》正式发布实施。整套标准主要参与者有304所、710所，带有较深的航天军工行业色彩。 GB/T 33783-2017《可编程逻辑器件软件测试指南》定义的软件测试类型和测试方法如下：
对应有同款GJB9433-2018 《军用可编程逻辑器件软件测试要求 》。 |
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