Veloce VirtuaLAB

Virtuelle Emulation beschleunigt Marktreife von Netzwerkprodukten

| Autor / Redakteur: Richard Pugh * / Sebastian Gerstl

Bild 1: Eine einzige Workstation bietet je simultanem Benutzer die äquivalente Emulationsfähigkeit eines ICE-Laborarbeitstischs
Bild 1: Eine einzige Workstation bietet je simultanem Benutzer die äquivalente Emulationsfähigkeit eines ICE-Laborarbeitstischs (Bild: Mentor Graphics)

Für den Netzwerkeinsatz produzierte Halbleiter zählen zu den größten ICs des aktuellen Marktes. Dies stellt besondere Herausforderungen an Verifikation und Entwicklung der Designs.

Durch eine größere Anzahl von Ports, erhöhten Durchsatz, abnehmende Latenz und allgemeine Verbesserungen bei der Sicherheit und beim Bedienkomfort erreichen heutige Netzwerk-Switches und Router über eine halbe Milliarde ASIC-Gatter. Sie gehören damit zu den größten IC-Designs. Nur die komplexesten Prozessoren und Grafikchips sind noch größer. Um die Hindernisse einer Hardware-Emulations-Umgebung zu überwinden, erfordert die Verifikation von Netzwerkdesigns einen virtuellen Emulationsansatz mit einem Enterprise-Server, der den größten Teil der Testumgebung in die Software verlagert.

Ethernet-Switches und Router verfügen heute über 1000 Ports und unterstützen Schaltkapazitäten von mehr als 100 Terabit pro Sekunde. Da die Anzahl der Ethernet-Switches pro SoC wächst, ermöglicht eine höhere Parallelisierung größere Bandbreiten und Port-Geschwindigkeiten von 100 Gbit/s und mehr.

Derart komplexe IC-Designs vor der Verfügbarkeit des Siliziums zu verifizieren, ist eine gewaltige Aufgabe. Während man auf Blocklevel noch simulieren kann (mittels Hardwarebeschreibungssprache), ist die Verifikation des gesamten Designs mit mehreren Hundert Millionen Gattern und simuliertem Traffic unrealistisch und kommt deshalb nicht in Betracht. Dies ist der Hauptgrund, um In-Circuit-Emulation (ICE) einzusetzen. Allerdings werden diese ICE-Lösungen schnell problematisch. Designs mit Hunderten oder Tausenden von Ports haben so viele Kabelverbindungen zur Hardware, dass es nicht länger möglich ist, Netzwerk-Switch- und Router-Designs in einer ICE-Umgebung zu verifizieren.

Die Antwort ist ein virtueller Emulationsansatz mit peripherem Enterprise-Server wie ihn Mentor Graphics mit seiner industrieführenden Veloce-VirtuaLAB-Lösung bietet. VirtuaLAB liefert die meisten Fähigkeiten traditioneller ICEs – aber ohne den Morast von Kabeln und Hardwareeinheiten. Außerdem läuft VirtuaLAB auf der skalierbaren Veloce-Plattform, die bis zu zwei Milliarden Gatter verarbeiten kann.

Speziell für Netzwerkanwendungen bietet die VirtuaLAB-Ethernet-Lösung eine softwaregesteuerte Umgebung für die Generierung, Übertragung und Analyse von Ethernet-Paketen zum Testen von Ethernet-SoCs, die innerhalb einer Emulationsplattform abgebildet sind. Während sich mit der Simulation üblicherweise 1000 Pakete pro Tag überprüfen lassen, kann die VirtuaLAB-Ethernet-Emulation pro Tag über 11 Millionen verarbeiten.

VirtuaLAB Ethernet erfüllt die wichtigsten Ziele, die ein Netzwerk-Switch- oder Router-Unternehmen bei der Verifikation eines Chips hat: Paketlatenz, Bandbreite, Paketverlust, Out-of-Order-Sequenzen und Traffic-Analyse. Es steigert die Produktivität, erhöht die Designqualität und verringert das Risiko beim Erstellen großer, komplexer Netzwerksystemdesigns.

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