（原标题：咱们走进了芯片新期间）火星电竞

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软件界说硬件可能是最终的左移方法，因为芯片假想比以往任何时候齐更接近竟然的协同假想，潜在容量镶嵌硬件，更强盛的功能通过无线或软件更新提供。这符号着追求更低功耗的又一越过，这一越过具有翻新性，颠覆了基于模子的系统工程 (MBSE：model-based systems engineering)的传统不雅念。

Arteris居品照顾与战略营销高档总监 Guillaume Boillet 示意：“软件界说硬件是 ASIC 与 FPGA 假想的中间点。关于需要不绝从头设置狡计的场景，这是一种特殊有眩惑力的照顾有假想。它的使用在算法快速发展的边界特殊有眩惑力。如今，它关于国防、物联网和东谈主工智能应用也相当要紧。”

传统上，软件和硬件是分开拓荒的，然后集成在沿途。软件界说硬件从假想过程一驱动就照顾了集成问题。软件界说系统所需的功能，而硅片必须具有实足的可塑性，以便假想团队针对该功能优化硬件。

西门子 EDA营销总监 Neil Hand 示意：“在当代软件界说居品中，算法险些界说了电子和物理系统的各个方面。在信息物理系统中，软件决定硬件遴荐、电子遴荐，决定一切。从最早期的系统架构驱动，EDA 就有助于量化算法瓦解为物理系统和电子系统的过程。然后，当你瓦解电子部分时，你会看到合成责任负载，以了解要作念出的遴荐。”

这为芯片架构的更多定制和优化掀开了大门，这关于日益特定于边界和异构性的前沿假想来说尤为必要。Cadence 居品照顾总监 Rob Knoth 示意：“当今，您不错在软件界说的环境中完成畴前不可能完成的任务。您不错对新情况作念出反映，并添加最初未方向的功能，这相当强盛。”

向左转，鼎新想维格式

在这个新天下里，需要鼎新的不单是是设战术划。据《耗尽者论说》报谈，汽车的平均寿命当今已达到 20 万英里。

Arteris 的 Boillet 示意：“延迟的耗尽居品升级周期和长达十年的汽车电子居品使用寿命无疑激动了 SDH 方法的收受。”

事实上，汽车行业正在从软件和硬件人命周期齐很短的想维模式鼎新为更倾向于天际/军事想维模式，硬件升级资本应承，自便小觑。普通耗尽者不太可能只是因为制造商试图激动 ADAS 升级而购买新车。

Hand 示意：“淌若有必要，你不错更换一张卡，这么培植就不错领有一个新接口，而无须调动积攒堆栈。举例，在汽车中，你不错更新其中一个 ECU，使其更强盛。事实上，你以至不错看到一些照旧上市的特斯拉汽车，天然全自动驾驶硬件需要硬件更新，但它仍然是一个软件界说的系统。”

但耗尽者会去经销商处升级硬件若干次？这可能是一个莫得骨子意旨的问题，因为也有把柄标明，电气化进度的擢升可能会裁减汽车的使用寿命（从六位数的里程瞻望来看）。这便是软件界说架构的上风不问可知的场所。

“你无须购买一辆全新的汽车，只需支付订阅费即可解锁新功能，”诺斯说。“想想这对制造总资本的影响。淌若制造商无须在仓库中惊叹库存单元，它不错带来大批利润，同期还不错减少对环境的影响，因为耗尽者不会扔掉旧培植，而且它不错更好地责任。跟着算法根据来自谈路上更多汽车的更多纯属数据变得愈加智能，安全性将远远越过购买汽车时的水平。”

另一个问题，尤其是出于安全探究，是往常而赶紧的收受。惦记无独有偶的耗尽者在零日错误出现之前莫得升级浏览器是一趟事。而惦记无独有偶的车主莫得进行软件/硬件惊叹查抄则是另一趟事。

“淌若你的培植是软件界说的，那么就意味着不错相当奥秘地看望操作该培植的扫数功能，包括允许无线更新来从头编程，”诺斯说。“你必须在每一步齐探究安全性，因为你刚刚掀开了一个深广的后门。”

不外，软件界说硬件（尤其是软件界说汽车）的安全性时弊可能与安全性优点相匹配。“你不错对最初莫得方向的新功能作念出反映。跟着算法基于来自谈路上更多汽车的更多纯属数据而变得愈加智能，安全系统不错超越耗尽者购买汽车时的水平，”诺斯说。

扫数这个词生态系统的假想决策

从拓荒的角度来看，假想遴荐必须超越只是均衡硬件/软件的衡量，还要探究机械问题。“举例，你的汽车有蹙迫制动或防行东谈主制动功能，”Hand 说。“淌若你构建了该假想的数字孪生，何况在测试它时发现你将错过一米的制动距离 - 何况汽车当今停在碰撞测试假东谈主上而不是停驻来 - 你有许多遴荐。你不错使用更大的刹车、更强的液压系统、更快的实行器，以至更好的传感器和更快的狡计速率来简略这几毫秒。这成为一种衡量，何况该假想环境的扫数这个词生态系统需要共同勤劳来找到最有用的照顾有假想，因为后果可能标明它最佳通过机械格式照顾，而不是通过软件或硬件。”

这种方法在半导体行业并不漠视，但在其他行业可能会有千差万别的看法。“许多机械系统公司才刚刚驱动学习更多咱们半导体行业以为理所天然的时候，”Knoth 说。“咱们坐褥的系统在相互作用上极其复杂，咱们省略在制造之前模拟扫数这些。淌若你是一个物理系统的制造商，何况想要驱动向降级移，那么你就需要在假想过程的早期就领有更多可用的东西，并使用更多的辅助器具，举例 CFD 建模和数字孪生。这些行业还有许多东西需要比传统行业更早老练，这会让事情变得极具挑战性。你将在一个畴前从未需要过的系统中增多大批的资本、复杂性和风险。”

这也意味着要从头探究可靠性，这可能需要更多的自我监控来检测培植中的问题，而这些培植的使用寿命不错通过软件更新延迟。这讹诈了一些为容错汽车硬件拓荒的时候，并使用东谈主工智能进行瞻望性惊叹。

“你抓有某件物品的时候越长，可靠性就越令东谈主担忧，”诺斯说。“此外，物品的安全要求越高，可靠性就越令东谈主担忧。因此，跟着电子居品越来越普及——不管是插足自动驾驶汽车或工业自动化等更安全的应用边界，如故你惦记电子垃圾并试图让东谈主们更永劫候地抓有他们的培植——你就越需要探究可靠性。天然软件界说的趋势似乎会使可靠性变得更糟，但它骨子上不错有所匡助，因为你当今假假寓品将使用更永劫候。培植上的软件不错网罗和讹诈数据，在培植可能磨损时向你发出早期告戒，并主动提供规划惊叹的信息，或者关闭一些可能看起来像它们所运行的硬件驱动磨损的功能。耗尽者可能不会取得那么多花哨的功能，但中枢培植仍然不错责任。咱们已与该边界的一些互助伙伴张开互助，讹诈培植上的传感器、轻量级智能居品会诊和东谈主工智能来匡助感知数据中的模式。扫数这些齐有助于尽可能地戒备可靠性问题。”

可靠性和可膨胀性需要进行非平常的假想狡计，以细目哪些是有用的特地功能，哪些只是豪侈的过度假想。数字孪生不错在这方面提供匡助，因为它们允许交互式建模和更新。芯片组也不错通过提供模块化和活泼性来完了这少量。如今，基于芯片组的参考经过和假想允许进行更多模块化系统架构探索，包括创建软件数字孪生，以便不错讹诈更多的模拟、软件拓荒、软件测试和其他时候。

以喷气发动机为例。“数字孪买卖味着每个具有特定序列号的特定发动机在总部齐有一个模子在运行，” Ansys居品营销总监 Marc Swinnen 解释谈。“每次飞机升空和降落时，扫数这些信息齐会被发还并输入到模子中，因此他们不错根据飞机飘零的频率和飘零条目瞻望发动机何时出现故障。”

在软件界说的硬件环境中，该信息可用于创建无线更新。

这便是软件界说硬件在汽车假想中如斯杰出的原因之一。“在 2024 年汽车狡计大会上，梅赛德斯展示了‘自动驾驶单元’（ADU）的见地，这是一种开脱传统狡计块拼装、充分讹诈异构架构的方法，”Synopsys 战略神色、系统照顾有假想实行总监 Frank Schirrmeister示意。

它还增多了对镶嵌式 FPGA (eFPGA) 时候的见原。“在最近的 Chiplet 峰会上，酌量的要点是保留一些公约层、片上积攒 (NoC) 适配器和 Chiplet 的 eFPGA 区域中的一些骨子功能，”Schirrmeister 说。“其中一个原因是在快速发展的 Chiplet 接口环境中面向畴昔，将最终设置留给软件。时候会解说一切。”

跟着时候的握住发展，基于芯片的参考经过和假想照旧省略进行愈加模块化的系统架构探索，包括创建软件数字孪生，以便实行更多的模拟、软件拓荒、软件测试和其他时候。

Boillet 示意：“淌若多芯片生态系统茁壮发展的愿景成为施行，那么不错期待主流芯片动作软件界说的硬件构建模块以及关联的软件可重构照顾有假想的出现。这可能会加快最初照顾有假想的方法化。”

从头想考 MBSE

向软件界说硬件的鼎新也激发了东谈主们对传统 MBSE 的从头想考。

“如今基于模子的系统工程照旧不再适用，因为软件组件的兴起，”西门子的 Hand 说谈。“咱们将其称为‘基于模子的电子系统工程’，因为电子见地处于堆栈的顶部。它不再是瓦解。它是扫数不同系统的抓续协同假想，因为任何变化齐可能影响任何其他系统，你无法忽略它们。淌若你比及进行传统的瓦解、实施、集成和测试，那就太晚了。”

在基于模子的系统中，假想汽车的假想师知谈需要哪些组件、参数和其他硬件/性能要求，扫数这些齐不错通过系统建模软件进行追踪。有了这些方法元素以及特定要求（举例某个州或国度的排放规定），假想师就不错决定所需的组件，并对其功能偏执怎样融入扫数这个词系统作念出黑箱假定。

Hand 示意：“传统上，在系统假想中，你要确保自豪需求，只消自豪了，天下就会变得好意思好。但在软件界说硬件的新施行中，当软件组件过多时，这个过程就会驱动崩溃。当今，你要在经过的后期将软件与硬件集成，惟一当时你才气意志到问题。但淌若你只是在飞机无法正确限度名义时才意志到问题，那么详尽便是行欠亨的。在软件界说的系统中，需求自身会驱动一组系统照顾需求，这些需求遍布扫数这个词培植。这反过来可能会带来特地的系统照顾需求。举例，汽车有电板照顾，它有限度电板的电子培植，然后影响电板自身，进而影响封装，进而影响底盘假想。电板照顾中的软件狭窄变化可能会奏凯影响底盘假想，因此你不成再详尽初级模块，因为初级模块的变化可能会调动顶级假想要求。”

为了照顾这一新挑战，电子工程必须同期辘集扫数这些边界。“你不成将它们串行化，”汉德说。它们齐在并行责任，但你必须将它们从头组合在沿途。当你驱动插足这些基于模子的电子系统时，你会从平台到狡计再到 3D-IC 进行瓦解，你需要一种方法来将需求一直推下去，同期确保神色仍然按预期运行。你有一个架构模子，它是你的黄金模子，然后插足一组需乞降参数，咱们称之为考据拿获点。然后，当你向下推时，它们保抓一致。但你查抄的是线索特定的。

因此，你不错驱动收受这么的想法：“不管我在测试什么，它齐会插入这个合座建模环境，这使咱们省略了解咱们在职何给定点的位置以及扫数这个词系统是怎样组合在沿途的。” Cybertronic 系统的理念是，软件、硬件、电气系统、机械系统和多边界物理的泄漏将激动系统的发展，你必须驱动全面注目它们。你不错通过构建数字孪生来完了这少量。一朝你有了数字孪生，你就需要跨多个边界进行考据可追念性。这是跨扫数不同系统的抓续协同假想，因为任何变化齐可能影响任何其他系统，你不成忽略它们。淌若你恭候按照传统限定实行传统设施，那就太晚了。”

数据照顾偏执他影响

将扫数这些边界规划在沿途的是数据，这就引出了数据照顾的天下。“淌若我要考据 2,000 个需求，那么有些需求我不错在模拟中考据，但无法在硬件测试中考据，因为我无法探伤硬件芯片的每个点，”Keysight 新机遇业务司理 Chris Mueth 说。“这很不菲。有些东西在硬件测试边界进行考据更专门旨，因为模拟需要很永劫候。因此，大多数考据方法齐具备这两个元素，它们从中取出一部分数据，试图将数据勉强在沿途并使其专门旨。他们还但愿作念的是将扫数东西齐推到左边，并在假想考据中作念更多责任，因为一朝驱动制造某些东西，资本就很不菲。根据咱们进行的考察，大要 95% 的受访客户示意他们但愿将假想和硬件测试后果关联在沿途，但当今他们要处理一组指数级的数据。在这两个空间之间，当你将这个过程数字化并插足臆造硬件天下时，你和会过责任流以数字气象传递需求、方向、经过和 IP。当你归来时，你会从模拟、测试中取得大批后果数据，你正在进行分析和建模。这些东西会飞回到臆造气象来更新这些系统。”

卑鄙东谈主员能用这些数据作念什么？“一部分是更新这些模子，”Mueth 说。“另一部分是关联并确保我的假想和测试后果匹配。淌若它们不匹配，我就会遭受大曲折。要么是我莫得正确建模，要么是假想出了问题，我最佳弄明晰。咱们有许多客户示意，淌若他们错过了关联，他们会罢手扫数这个词经过，直到他们弄明晰发生了什么。是以这少量相当要紧。然后，将这些事情规划在沿途，你不错通过工程人命周期照顾来完成，并跨不同层进行责任。在职务级别，我可能会处理任务的功能需求，‘淌若我的通话在给定的通讯场景中中断怎样办？’而在许多 EDA 公司参与的子系统边界，他们大多会说，‘给我电气或机械要求，我会模拟它。’这是一个线索结构堆栈，它跨不同边界责任。关于系统中的数据分析，您需要处理多个学科，包括机械、软件、电气。在那儿生成和网罗的所罕有据齐需要进行分析。”

还有其他问题需要探究。“从历史上看，有多个特有方向进行硬件/软件协同假想，”Boillet 说。“今天，跟着对称多处理和可设置辅导集膨胀（如 RISC-V）的出现，越来越多的主流经过正在出现，以使硬件合乎软件责任负载。在电子请问方向 (ERI) 的布景下，DARPA 也为怎样完了软件界说的硬件作念出了孝敬。一般来说，最终的假想是深广的处理器结构，这些结构需要高度可设置的互连。”

还有一个要紧要素也自便忽视。“软件界说的硬件可设置性也会影响在从头界说的硬件上实行的软件，”Schirrmeister 说。“在某种进度上，这两项齐需要结识并相互配合。因此，更有用地更新和照顾所需的硬件详尽层将成为一个要紧主题。”

论断

最佳通过蛊卦半导体学问和边界学问来照顾软件界说硬件的挑战，并不错模仿繁多制造商的其他方法。

“咱们齐积极地想要照顾这个问题。淌若你在汽车 OEM 责任，你无须我方想主义。你不错望望其他行业，”Knoth 说。“这不是一件小事，但关于假想挑战来说，这是一个悠悠忘返的边界。这是一个秀好意思的问题，因为狡计系统、线束、传感器，扫数这些齐会在扫数这个词应用方法中产生四百四病。而且，你需要一个相当精确的水晶球才气知谈你在哪些方面是面向畴昔的，哪些方面只是在擢升汽车的资本。”

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