今年4月,芯片设计行业的赋能者芯易荟正式发布了一款以C语言描述,基于RISC-V指令集架构的EDA工具“FARMStudio”,主要满足应用于密集计算和复杂数据处理的应用场景的芯片设计需求。


FARMStudio面市之初,凭借其革新式的IP生成流程设计、高效生成式等产品特性一度引发半导体产业热议。现在,FARMStudio已经过半年多的市场历练,其产品及市场表现如何?国内EDA市场又有何新变化?


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▲ 芯易荟在ICCAD 2023现场展位


前不久,芯易荟在中国IC 设计产业一年一度的盛会ICCAD (第29 届中国集成电路设计业2023年会,以下简称:ICCAD 2023)携FARMStudio工具,工具背后的FARM设计方法学,以及ORB算法应用、定点运算、浮点运算等DEMO亮相,并由芯易荟软件研发副总裁张卫航讲解产品技术发展路径,吸引了现场众多专业观众围观。芯师爷直击本场展示,且现场采访了芯易荟公司创始人/董事长汪人瑞,跟进了FARMStudio发布之后的故事。



发布半年后,FARMStudio提交“落地”新答卷


“FARMStudio这半年以来最大的进展是落地。”在ICCAD 2023现场,芯易荟创始人汪人瑞在芯师爷询问FARMStudio产品进展时回应道。


▲ 芯易荟创始人汪人瑞在展会现场


4月正式发布产品后,芯易荟开始大力推进FARMStudio的落地发展。汪人瑞谈及,当前FARMStudio产品的技术落地主要往两个方向走:


一个方向是落实已有客户的定期培训,通过定期的培训,和客户一起学习并利用FARMStudio去解决他们在芯片设计过程中遇到的难题。这是FARMStudio作为一款革新型的EDA工具和客户紧密交流的过程,能让客户深刻理解并接受FARMStudio的设计方法过程。


另一个方向是芯易荟正积极推广已经积累的部分现成IP,现成IP中包括客户利用FARMStudio工具开发的IP,芯易荟在ICCAD 2023现场特设了合作伙伴成果展示。据现场工程师介绍,基于FARMStudio工具开发的典型IP产品有面向工业控制、视频图像处理、车规芯片、视频编码等不同领域应用,这些产品的共性在于均面向对算力成本和功耗敏感的计算密集型应用场景。


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▲ 芯易荟DSP32浮点性能展示


与客户IP同时亮相的还包括芯易荟自研的首款面向高性能IoT应用推出的系列IP,含标准MCU、DSP、浮点运算、定点运算、AI等类别IP产品,据悉该类型产品可供原厂芯片设计伙伴直接用于芯片SoC芯片集成设计。


从平台特性来看,基于DSA的一站式开放设计平台,FARMStudio可应用于工业控制、通信、计算机视觉、互联网、AI和音频等六大领域专用处理器开发,目前的产品落地场景也大多体现在这些领域,不过更多的应用场景还在持续挖掘中,“芯易荟本质上是提供EDA工具服务的,基于用户的IP技术积累和行业应用,来核心业务是支持客户开发他们想要应用于各种不同高算力场景需求的产品,具体可落地场景并不局限于以上六大领域。”汪人瑞对FARMStudio的应用有着更为广阔的理解。


这种理解的背后,信心源自FARMStudio的技术优势,更具体来说,源自于FARMStudio以创新的软硬件耦合的形式实现了全新的芯片设计流程,这种流程更高效,也更适合解决当下的芯片设计产业痛点。


▲ 芯易荟软件研发副总裁张卫航在展会现场讲解FARMStudio


“FARMStudio是一款以C语言描述,基于RISC-V基础指令集进行定制的专用处理器生成工具,内嵌面向丰富应用场景的DSA设计范式,便于客户快速集成、优化和验证DSA处理器,突破传统IP能效上限,并以更低的成本适应敏捷高效的迭代过程,适应算法与产品的持续迭代。”芯易荟软件研发副总裁张卫航介绍道,从产业趋势上来看,FARMStudio符合产业对EDA工具需求的多重趋势。


首先是后摩尔时代,应用端的百花齐放驱动芯片设计企业架构创新需求爆发,领域专用处理架构(DSA)兴起,EDA需满足芯片设计企业在不同专业领域上的计算需求。该趋势同时还驱动RISC-V架构指令集的兴起,因为RISC-V既提供了一个开源系统架构又提供了可自由选择的配置元素,可供不同领域专用处理器设计灵活选择。


▲ FARMStudio产品特性


其次是数字芯片设计的设计输入层次在不断提高。数字芯片设计在硬件设计过程中从低层次设计输入发展到高层次设计输入分别经历了从手工版图进行输入——原理图进行输入——RTL(寄存器传输逻辑)输入传输的发展历程,后受限于工具技术限制,硬件设计的输入方式一度停留在RTL传输输入上,产业界对新的高层次硬件语言的设计输入方式寄予厚望,FARMStudio基于C语言定制指令直接进行设计输入且自动生成的方式,对此实现了突破,并同时打破了软硬件系统设计的语言壁垒。


再者,DSA适用于专用领域应用,但专用领域应用在定制化场景中同时还需要满足适应该场景中多样化需求演变,这就需要EDA工具提供更为低成本迭代和更为高效、灵活的方式实现DSA架构设计的迭代和优化。


在低成本优化上,FARMStudio改变了传统的芯片设计流程设置。从应用分析开始,通过对应用建模、算法模拟、算法分析和优化等一系列技术升级,完成了周期精确仿真器,高性能编译器的设计,硬件设计软件化可实现芯片设计中修改困难的问题,帮助芯片设计者快速收敛和验证,最终快速迭代硬件设计以最佳的PPA实现,在降低成本的同时提升芯片性能。


▲ FARMStudio迭代工作流程


在提升芯片设计效率上,一方面,通过一系列精细预设,FARMStudio基于RISC-V基础指令可在数分钟级内自动生成DSA处理器和完整的配套工具链,达成硬件敏捷化设计流程;另一方面,近期FARMStudio还增加了系统的多层次验证功能。“工程师在整个芯片软件设计过程中,可运用FARMStudio多层次验证功能对处理器设计不同层级(cmodel原型,指令仿真器,RTL仿真,FPGA仿真)进行应用程序的自动载入和运行,分析比对运行过程和结果。工程师在整个芯片软件设计过程中,可运用FARMStudio多层次验证功能对芯片设计不同环节进行自动载入和对比,直接反馈出不同层次上的仿真结果。”张卫航表示。


“不同芯片设计层次在FARMStudio多层验证中,形成了相互检查、相互对照的效果,这让验证工程师的工作效率翻倍提升”汪人瑞补充道。



未来坚持以产品为中心,解决客户痛点难题


以产品落地和技术升级为答题重点,FARMStudio发布半年后,芯易荟交上了一份扎实的答卷。


当前随着我国半导体产业的快速发展,国内EDA市场迎来了新的机遇。未来如何拓宽EDA产品的市场应用,仍是芯易荟持续思考和需要解决的问题。


在汪人瑞看来,EDA的市场价值最终还是体现在客户利用EDA工具解决芯片设计痛点问题上。


FARMStudio产品设计符合当前产业对异构多核EDA工具发展的发展要求,利于解决芯片设计产业的痛点问题,叠加国产EDA自主需求,FARMStudio有显而易见的市场机遇,但FARMStudio同样面临应用挑战。FARMStudio面临最大挑战是应用工程师需要改变传统的芯片设计思维,学习新的方法,才能更好地掌握这款新的EDA工具,提升自身的设计效率。


对此,芯易荟未来仍坚持“两条腿走路”。“一条腿”继续提供充分的FARMStudio使用培训机制以降低客户的应用门槛;芯易荟面向客户有两种不同层次培训正在进行中。第一种是芯易荟联合各地半导体协会推进不同区域研讨会巡回培训,面向特定区域芯片设计企业举行的为期半天FARMStudio使用方法学介绍。第二种是芯易荟为期两天的深度培训课程,客户带着芯片设计问题来上课,可在课堂上利用FARMStudio实操芯片设计,并将设计成果带回公司,后续可以在芯易荟提供的评估工具服务器上继续评估工具,加深理解,熟练操作,达到实战要求。在后续的1-2个月间用芯易荟提供的评估服务检验FARMStudio的设计成果。


“另一条腿”在于持续深化核心提升技术及自动化程度和服务,以优化产品,来协助客户解决应用市场带来的产品设计压力。


在未来产品优化方面,汪人瑞表示芯易荟将从三个维度出发。首要的是核心算法技术的优化,使生成的电路更小、更快、更省电,使软件工具功能更全,自动化程度更高,更容易使用这包括增加更多的优化算法,提升工具的自动化程度和使用的便捷度;二是增加芯易荟的预制模块,也可以理解为现成的IP,为芯片设计企业提供“即插拿来即用”的高效产品。有别于传统IP,芯易荟提高的预制模块都是可以扩展的,芯片设计公司在这种预制模块上也可以增加自己的差异化设计;最后是为FARMStudio打造更好的生态开发环境,让更多的第三方开发者可以利用FARMStudio来将他们的算法生成具体的解决方案。


“‘两条腿走路’的核心均在于以产品为中心为客户提供EDA工具价值,提升客户芯片产品的竞争力。”汪人瑞强调。



写在最后


当下,国产EDA正处半导体领域发展充满想象力的时刻。政策层面有扶持,市场有需求,行业有具备创新能力的人才,天时地利人和的黄金发展机遇下,国内正涌现出一大批EDA企业。


但携带FARMStudio而来的芯易荟和这些企业一大不同点在于,芯易荟及时捕抓到了市场涌现的新需求和趋势,率先对EDA工具传统设计方法做了全新的革新,以创新之力为支点,正悄然撬动着算力时代中芯片设计变革。




来源: 芯师爷 作者: