半岛体育- 半岛体育官方网站- APP下载Tessent UltraSight-V:重构RISC-V开发效率的端到端调试追踪
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RISC-V作为开源指令集架构的核心代表,凭借模块化设计、全场景可定制、无专利壁垒的天然优势,已从嵌入式领域快速渗透至数据中心、人工智能、汽车电子、物联网等高端计算场景,成为全球芯片产业摆脱架构依赖、实现技术自主的核心抓手。据RISC-V国际基金会数据,2025年全球基于RISC-V架构的芯片流片量已突破1000亿颗,国内超80%的芯片设计企业已启动RISC-V相关研发项目,架构生态进入规模化商用的关键爆发期。
但与RISC-V架构快速普及形成鲜明对比的是,开发效率短板正成为制约其产业化落地的核心瓶颈。不同于x86、Arm等成熟架构拥有标准化的工具链、验证流程和调试体系,RISC-V的高度灵活性——包括自定义指令扩展、多核异构架构设计、多场景算力裁剪——使其在开发过程中面临调试难度大、验证周期长、工具链碎片化、片上可见性不足等一系列痛点。据西门子EDA发布的《2025 RISC-V开发效率白皮书》统计,当前基于RISC-V的SoC项目平均开发周期比Arm架构长40%,其中调试与验证环节占比超60%,远高于成熟架构的30%-40%;而在失败的RISC-V项目中,85%的问题源于调试工具无法捕捉复杂的系统级BUG,或验证流程无法匹配自定义架构的需求。
在这一背景下,西门子EDA推出Tessent UltraSight-V端到端RISC-V调试与追踪解决方案,依托其在芯片验证、嵌入式分析领域的数十年技术积累,针对RISC-V架构的特性与开发痛点,打造了集预验证硬件IP、高效软件工具链、标准化验证流程、跨平台兼容接口于一体的全流程解决方案。该方案通过10倍级调试效率提升、40%以上验证周期缩短、100%覆盖RISC-V自定义扩展的核心能力,从片上可见性、调试侵入性、验证一致性、工具链兼容性四大维度,彻底重构RISC-V开发流程,成为加速RISC-V从设计到量产的“效率引擎”。
本文将从RISC-V开发的核心痛点出发,深入解析Tessent UltraSight-V的技术架构、核心功能、实现原理与应用场景,结合实际案例与性能数据,全面论证其在加速RISC-V开发中的核心价值,并展望其在RISC-V生态标准化、高端场景商用化中的关键作用,为RISC-V芯片设计企业、研发团队提供一套可落地的效率提升方案。
RISC-V的设计灵活性是其最大优势,也是其开发效率低下的根本原因。相较于x86的闭源固定架构、Arm的授权制模块化架构,RISC-V允许开发者根据应用场景需求,自由裁剪基础指令集、扩展自定义指令、设计多核异构拓扑,甚至重构处理器核的微架构。但这种灵活性在缺乏标准化工具链与流程支撑的情况下,直接转化为开发复杂度的指数级提升,形成了四大核心痛点,成为制约RISC-V开发效率的“四座大山”。
片上可见性是芯片调试的基础,即开发者通过工具对处理器核、总线、外设、存储等SoC内部组件的运行状态、数据流转、指令执行进行实时观测的能力。对于RISC-V开发而言,片上可见性不足的问题尤为突出,主要体现在三个层面:
当前主流的RISC-V SoC多采用多核异构架构,如“应用级核(RV64GC)+实时控制核(RV32IM)+AI加速核(自定义RV扩展)”的组合,广泛应用于汽车电子、人工智能等场景。这类架构中,不同核的指令集版本、时钟域、算力特性存在显著差异,数据通过片上网络(NoC)在核间流转,传统调试工具仅能实现对单一核的局部观测,无法实现跨核、跨时钟域、跨组件的全局可见性,导致核间交互引发的系统级BUG难以被捕捉。
RISC-V开发中存在大量时序敏感型应用,如汽车电子的实时控制、工业物联网的低延迟通信,这类场景对调试工具的侵入性提出严格要求——即调试操作不能干扰芯片的正常运行时序,否则会导致“海森BUG(Heisenbugs)”的出现:BUG因观测行为而改变自身表现,甚至完全消失 。而传统的RISC-V调试工具多采用“断点暂停+逐行调试”的方式,会直接中断处理器的运行,无法满足低侵入性调试需求;部分轻量级调试工具虽侵入性较低,但仅能捕捉有限的运行数据,无法实现深度调试。
静默数据损坏(Silent Data Corruption, SDC) 是RISC-V开发中的另一大隐形痛点,指芯片在运行过程中,数据因硬件故障、指令执行错误、核间交互异常等原因发生损坏,但系统未触发任何错误提示,最终导致程序崩溃、功能失效甚至硬件损坏 。这类问题的隐蔽性极强,传统调试工具因缺乏对数据流转的全链路追踪能力,无法定位数据损坏的节点与原因,往往需要开发者花费数周甚至数月的时间进行排查,严重拖慢开发进度。
验证是芯片开发的核心环节,其目标是确保芯片的设计符合功能需求、性能指标与可靠性要求。对于RISC-V而言,验证周期过长的问题源于架构灵活性与验证标准化的矛盾,具体表现为:
自定义指令扩展是RISC-V适配特定场景的核心手段,如AI芯片通过自定义乘加指令提升算力效率,嵌入式芯片通过自定义控制指令降低功耗。但当前主流的验证工具多基于RISC-V基础指令集开发,缺乏对自定义指令的验证支持,开发者需要自行编写验证用例、搭建验证环境,而这一过程的工作量占比超整个验证环节的50% 。同时,自定义指令的验证缺乏统一的方法学指导,不同开发者的验证流程、用例设计存在显著差异,导致验证覆盖率难以保证,潜在BUG的漏检率较高。
RISC-V生态尚未形成标准化的验证流程,不同企业、不同项目的验证方法存在较大差异,形成了“仿真一套语言、硅测一套语言、系统调试一套语言”的碎片化现状。前仿真阶段采用的EDA仿真工具、硅测阶段采用的测试仪器、系统调试阶段采用的调试工具,其数据格式、分析逻辑、结果输出缺乏一致性,导致验证数据无法连贯复用,开发者需要花费大量时间进行数据转换与比对,严重降低验证效率。
据威尔逊研究小组的研报数据,ASIC项目中50%的时间都花费在验证环节,而验证周期短的项目往往复用了经过充分验证的IP模块,验证周期长的项目则多因引入大量首次使用的新IP 。当前RISC-V生态的IP市场尚处于发展阶段,多数IP供应商未提供经过量产验证的IP模块,而开发者自行设计的IP又缺乏标准化的验证流程,导致IP复用率极低,不同项目之间的验证工作量大量重复,进一步推高了验证成本与周期。
工具链是芯片开发的基础支撑,包括编译器、调试器、仿真器、性能分析工具等一系列组件。与x86、Arm拥有成熟的一体化工具链不同,RISC-V的工具链呈现碎片化分布的特点,核心问题体现在:
RISC-V工具链的组件多由不同的开源社区、企业开发,如编译器采用GCC/RISC-V GCC,调试器采用GDB/OpenOCD,仿真器采用QEMU/Verilator,性能分析工具则多为企业自研 。这些组件之间缺乏统一的接口标准与数据协议,兼容性较差,开发者需要花费大量时间进行工具链的集成与调试,甚至需要对部分组件进行二次开发,才能满足实际开发需求。
当前RISC-V的工具链主要集中于嵌入式、物联网等中低端场景,针对数据中心、人工智能、汽车电子等高端场景的高端工具链严重缺失 。例如,数据中心级RISC-V SoC需要支持多核并行调试、大内存实时分析、性能瓶颈定位等功能,而传统工具链无法满足这些需求;汽车电子级RISC-V芯片需要支持功能安全(ISO 26262)、信息安全(ISO/SAE 21434)相关的调试与验证,而现有工具链缺乏对应的安全认证与功能支持。
RISC-V生态以开源为核心,大量开发者采用开源工具链进行前期开发,而在量产阶段则需要切换到商用工具链进行深度验证与调试 。但开源工具与商用工具之间的数据格式、调试逻辑、验证用例无法直接复用,导致开发者在切换工具链时需要重新进行配置与开发,形成了“开源开发、商用验证”的效率断层。
随着RISC-V应用场景的不断升级,多核化、多芯片化已成为RISC-V SoC的主流设计趋势。例如,数据中心级RISC-V处理器的核心数已突破128核,汽车电子的域控制器采用多芯片异构集成(2.5D/3D IC)架构,工业物联网的网关芯片采用“主芯片+协处理芯片”的组合设计。这类设计带来了全新的调试挑战,而传统工具的能力边界已无法覆盖:
多核RISC-V SoC的调试需要实现多核心的同步暂停、同步执行、独立调试,而传统工具仅能实现对单一核心的调试,或采用简单的轮询方式对多核心进行依次调试,无法保证调试的同步性。这导致核间同步引发的BUG难以被复现与定位,如缓存一致性问题、核间通信死锁问题等。
2.5D/3D IC等多芯片异构集成架构中,芯片之间通过高速接口(如PCIe、CXL、UCIe)进行数据交互,传统调试工具仅能实现对单一芯片的局部调试,无法实现跨芯片的可见性与调试能力 。这导致芯片间交互引发的问题难以被捕捉,如高速接口的协议错误、数据传输的延迟异常等。
多核、多芯片RISC-V系统的调试会产生海量的调试数据,如128核处理器的指令执行数据、核间交互数据、存储访问数据等,数据量可达每秒数GB。传统调试工具的数据分析与处理能力有限,无法实现对海量数据的实时解析、过滤与分析,导致开发者无法快速定位问题,调试效率大幅下降。
综上,RISC-V开发的核心痛点可归结为**“架构灵活性”与“工具链标准化”的矛盾**:RISC-V的灵活性赋予了开发者极致的定制能力,但现有工具链无法匹配这种灵活性,导致片上可见性不足、验证周期过长、工具链碎片化、调试复杂度过高等问题。要解决这些问题,需要一款专为RISC-V架构设计、支持自定义扩展、实现端到端调试与验证、兼容开源与商用生态的一体化解决方案,而Tessent UltraSight-V正是为解决这一核心矛盾而生。
Tessent UltraSight-V是西门子EDA基于Tessent Embedded Analytics嵌入式分析平台,专为RISC-V架构打造的端到端调试与追踪解决方案,其核心定位是**“成为RISC-V开发的‘片上眼睛’与‘效率引擎’” 。该方案并非单一的调试工具,而是一套集硬件IP、软件工具链、验证方法学、生态接口于一体的全流程解决方案,覆盖从RTL设计、仿真验证、FPGA原型验证、硅前调试、硅后测试到量产优化**的RISC-V开发全生命周期 。
1. 极致的片上可见性:通过低侵入性的硬件IP,实现对RISC-V SoC内部组件的全链路、实时、全局观测,解决片上可见性不足的问题;
2. 全面的自定义支持:100%兼容RISC-V基础指令集与自定义指令扩展,支持多核异构架构与多芯片设计,匹配RISC-V的灵活性;
3. 无缝的生态兼容性:兼容开源工具链(GDB、OpenOCD、VS Code)与商用EDA工具(西门子EDA的Tessent Test、Mentor Questa),实现工具链的一体化协同,解决碎片化问题。
基于上述设计理念,Tessent UltraSight-V实现了**“硬件IP埋入+软件工具解析+验证流程标准化+生态接口适配”的全流程能力,能够为RISC-V开发者提供从设计到量产的一站式调试与验证支持,最终实现开发周期缩短40%以上、调试效率提升10倍级、验证覆盖率提升至99%以上**的核心目标 。
2.2 技术架构:“硬件IP层-软件工具层-验证方法层-生态接口层”四层架构
Tessent UltraSight-V采用四层模块化架构,各层之间通过标准化的接口与协议进行交互,既保证了方案的完整性,又实现了各模块的灵活裁剪与扩展,能够适配从单核嵌入式RISC-V芯片到多核数据中心级RISC-V SoC的全场景开发需求。其技术架构如下图所示(文字解析):
硬件IP层是Tessent UltraSight-V的核心底层支撑,也是实现极致片上可见性的关键。该层由一系列经过先进工艺节点验证、低功耗、低侵入性的预验证硬件IP组成,直接埋入RISC-V SoC的RTL设计中,作为片上的“眼睛”与“耳朵”,实现对指令执行、数据流转、组件交互的实时采集与追踪 。硬件IP层的核心组件包括:
运行控制IP是Tessent UltraSight-V的核心调试IP,完全兼容RISC-V调试规范(RISC-V Debug Spec v1.0.0),支持对RISC-V处理器核的运行控制、寄存器访问、内存访问、断点设置等基础调试功能 。其核心优势在于低侵入性设计:采用独立的调试时钟域与电源域,调试操作不会干扰处理器的正常运行时序,有效避免了海森BUG的出现;同时,支持多核心同步运行控制,可实现对多核异构RISC-V SoC中所有核心的同步暂停、同步执行、独立调试,解决了多核调试的同步性难题。
此外,运行控制IP还支持远程调试功能,可通过JTAG、USB、Ethernet等接口与外部调试主机连接,实现对芯片的远程调试,满足量产阶段的现场调试需求。
增强型追踪编码器IP是Tessent UltraSight-V实现高效指令追踪的核心组件,完全符合RISC-V高效追踪规范(RISC-V E-Trace Spec),支持对RISC-V指令执行的周期精确追踪 。其核心优势在于超高的压缩率:采用先进的指令压缩算法,在未开启扩展功能时,平均指令追踪压缩率可达0.2317比特/指令(BPI);开启分支预测(BP)、跳转目标缓存(JTC)、调用计数器(CC)等扩展功能后,压缩率可进一步提升40%,达到行业领先水平 。
高压缩率的核心价值在于:在相同的存储容量与带宽条件下,能够追溯更长时间之前的指令执行数据,从而更容易捕捉到偶发的系统级BUG;而在追踪时间固定的情况下,可显著降低所需的片上带宽,减少对芯片正常运行的干扰 。同时,ETE IP还支持自定义指令的追踪,能够自动识别并追踪开发者设计的自定义指令,解决了自定义指令扩展的追踪空白 。
处理器分析模块IP是Tessent UltraSight-V实现深度性能分析的核心组件,可实时采集RISC-V处理器的运行状态数据,包括指令执行效率、缓存命中率、分支预测准确率、内存访问延迟、核间交互频率等关键性能指标 。该模块采用硬件级数据采集方式,采集过程无软件介入,侵入性极低(仅占处理器核心面积的0.5%以下),不会影响芯片的正常运行 。
PAM IP采集的性能数据可实时传输至外部调试主机,开发者通过软件工具进行分析,能够快速定位处理器的性能瓶颈,如缓存未命中导致的性能下降、分支预测错误引发的指令流水线停顿等,为RISC-V处理器的微架构优化与软件调优提供数据支撑 。
片上网络追踪IP专为多核异构RISC-V SoC设计,支持对片上网络(NoC)的数据流转进行全链路追踪,包括核间通信数据、外设访问数据、存储交互数据等。该模块可实时采集NoC的端口流量、数据传输延迟、包丢失率、路由选择等数据,并支持跨核数据关联,将处理器核的指令执行数据与NoC的传输数据进行关联分析,从而快速定位核间交互引发的BUG,如缓存一致性问题、核间通信死锁问题等。
静默数据损坏检测IP是Tessent UltraSight-V针对SDC痛点设计的专用IP,采用全链路数据校验方式,对RISC-V SoC中的数据流转进行实时校验 。该模块可对寄存器、缓存、内存、NoC等组件中的数据进行哈希校验与奇偶校验,当检测到数据损坏时,可立即触发中断信号并记录数据损坏的节点、时间、原因等关键信息,有效解决了SDC的隐蔽性问题 。同时,该模块还支持数据损坏的自动恢复,对于部分轻微的数据损坏,可通过备份数据进行自动恢复,提升芯片的可靠性 。
高速接口追踪IP专为高端RISC-V场景设计,支持对PCIe 5.0/6.0、CXL 3.0、UCIe 1.0、DDR5等高速接口的协议执行与数据传输进行追踪。该模块可实时采集高速接口的协议包、传输速率、误码率、延迟等数据,并支持协议解码功能,将原始的高速接口数据转换为开发者可理解的协议格式,从而快速定位高速接口的协议错误、数据传输异常等问题。该模块是解决数据中心、汽车电子等高端场景高速接口调试痛点的核心组件 。
多芯片互联追踪IP专为2.5D/3D IC等多芯片设计打造,支持对芯片间互联接口(如UCIe、HBM)的数据交互进行跨芯片追踪 。该模块可实现跨芯片的片上可见性,将多个芯片的调试数据进行统一采集与关联分析,从而快速定位芯片间交互引发的问题 。同时,该模块还支持多芯片同步调试,可实现对多个芯片的同步运行控制与数据采集,解决了多芯片调试的同步性难题 。
硬件IP层的所有组件均采用模块化设计,开发者可根据实际的RISC-V设计需求,灵活裁剪与组合IP模块,既满足了不同场景的开发需求,又最大限度地降低了IP的面积与功耗开销 。同时,所有IP均经过先进工艺节点(5nm/3nm)的量产验证,确保了IP的可靠性与兼容性 。
软件工具层是Tessent UltraSight-V的人机交互接口,负责对硬件IP层采集的调试数据进行实时解析、过滤、分析与可视化,将原始的二进制数据转换为开发者可理解的指令、寄存器、内存、性能指标等信息 。该层采用客户端-服务器(C/S)架构,由调试主机软件与片上调试固件组成,支持本地调试与远程调试两种模式。软件工具层的核心组件包括:
Tessent UltraSight-V主机套件是软件工具层的核心组件,是开发者进行调试与分析的主要操作界面 。该套件基于C++与Python API开发,提供了一套完整的调试与分析功能,包括:
- 实时数据采集与解析:通过JTAG、USB、Ethernet、PCIe等接口,实时接收硬件IP层采集的调试数据,并进行快速解析,将二进制数据转换为指令执行流、寄存器值、内存数据、性能指标等信息;
- 智能数据过滤与筛选:支持基于时间、地址、指令类型、事件触发等条件的智能数据过滤,可从海量的调试数据中筛选出开发者关注的关键数据,减少数据分析的工作量 ;
- 多维度数据分析:提供指令级、核级、系统级的多维度数据分析能力,支持指令执行效率分析、缓存性能分析、核间交互分析、高速接口性能分析等功能 ;
- 可视化展示:采用图形化界面,将调试数据与分析结果以流程图、折线图、柱状图、热力图等形式进行可视化展示,如指令执行流水线的实时状态、多核性能的热力图、高速接口的传输速率折线图等,帮助开发者快速定位问题;
- BUG复现与追溯:支持调试数据的存储与回放,开发者可将采集的调试数据存储至本地硬盘,后续可随时回放数据,复现BUG的发生过程,从而快速定位问题的根本原因 。
此外,主机套件还支持自动化脚本开发,开发者可通过Python API编写自动化调试脚本,实现自动化数据采集、自动化分析、自动化BUG检测等功能,进一步提升调试效率 。
开源工具链集成模块是Tessent UltraSight-V解决工具链碎片化的核心组件,实现了与RISC-V主流开源工具链的无缝集成 。该模块支持与GDB、OpenOCD、VS Code、QEMU等开源工具的深度集成,开发者可在熟悉的开源工具环境中,直接调用Tessent UltraSight-V的调试与追踪功能,无需切换工具界面 。
例如,开发者可在VS Code中安装Tessent UltraSight-V的插件,直接在VS Code中进行断点设置、寄存器访问、内存查看、指令追踪等操作,调试数据与分析结果可直接在VS Code的界面中展示 ;同时,该模块还支持与GDB的集成,开发者可通过GDB的命令行接口,调用Tessent UltraSight-V的运行控制与追踪功能,实现命令行调试 。这种集成方式既保留了开源工具链的便捷性,又融合了Tessent UltraSight-V的高级调试能力,有效提升了跨平台开发的协同效率 。
商用EDA工具集成模块实现了Tessent UltraSight-V与西门子EDA全系列商用工具的无缝集成,包括Tessent Test(芯片测试工具)、Mentor Questa(仿真工具)、Siemens Calibre(物理验证工具)等 。该模块支持调试数据与仿真数据、测试数据的统一分析,开发者可在商用EDA工具中,直接调用Tessent UltraSight-V的调试数据,与仿真数据、测试数据进行比对分析,实现仿真-调试-测试的全流程数据协同 。
例如,在Mentor Questa仿真工具中,开发者可将Tessent UltraSight-V采集的硅前调试数据,与仿真数据进行比对,快速定位仿真与实际硬件之间的差异;在Tessent Test测试工具中,开发者可将调试数据与测试数据进行关联,分析测试失败的根本原因 。这种集成方式实现了商用EDA工具链的一体化协同,解决了验证流程碎片化的问题 。
性能分析与优化工具是Tessent UltraSight-V实现性能调优的核心组件,基于处理器分析模块IP采集的性能数据,为开发者提供自动化的性能瓶颈定位与优化建议 。该工具采用机器学习算法,对采集的性能数据进行深度分析,自动识别处理器的性能瓶颈,并根据瓶颈类型提供针对性的优化建议 。
例如,若工具识别到缓存命中率低是性能瓶颈,会建议开发者优化缓存的大小、关联度或数据预取策略;若识别到分支预测准确率低,会建议开发者优化软件的分支结构或处理器的分支预测算法 。同时,该工具还支持性能优化的仿真验证,开发者可将优化建议应用于RTL设计或软件代码,通过工具进行仿真验证,快速评估优化效果 。
自定义指令分析工具是Tessent UltraSight-V针对RISC-V自定义指令扩展设计的专用工具,支持对自定义指令的执行效率、功能正确性、性能影响进行全面分析 。该工具可自动识别开发者设计的自定义指令,采集自定义指令的执行周期、资源占用、与基础指令的交互情况等数据,并进行深度分析 。
同时,该工具还支持自定义指令的验证用例自动生成,可根据自定义指令的功能描述,自动生成覆盖所有功能点的验证用例,解决了自定义指令验证空白的问题 。此外,该工具还提供自定义指令的优化建议,可根据分析结果,建议开发者优化自定义指令的编码方式、执行逻辑,以提升自定义指令的执行效率与兼容性 。
验证方法层是Tessent UltraSight-V解决验证周期过长、验证流程碎片化的核心,提供了标准化的RISC-V验证流程与方法学,覆盖从模块级验证、系统级验证到硅后验证的全验证环节 。该层基于**通用验证方法学(UVM)**开发,融合了西门子EDA在芯片验证领域的数十年经验,形成了一套专为RISC-V架构设计的验证方法学——Tessent RISC-V Verification Methodology(TRVM) 。验证方法层的核心组件包括:
UVM验证IP套件是验证方法层的核心组件,提供了一套经过量产验证的RISC-V UVM验证IP,覆盖RISC-V基础指令集(RV32I/RV64I)、标准扩展(M/A/F/D/C/V)与自定义指令扩展 。该套件包括处理器核验证IP、外设验证IP、高速接口验证IP、NoC验证IP等,每个验证IP均提供了完整的序列库、测试用例、断言库,开发者可直接复用这些验证IP,快速搭建验证环境,无需自行编写基础验证代码 。
同时,该套件还支持自定义指令验证IP的自动生成,开发者只需输入自定义指令的功能描述与编码规则,工具即可自动生成对应的UVM验证IP,解决了自定义指令验证的工作量问题 。此外,该套件还完全兼容IEEE 1800.2 UVM标准,可与主流的商用仿真工具(如Mentor Questa、Synopsys VCS)无缝集成,确保了验证环境的兼容性 。
Tessent UltraSight-V基于TRVM方法学,提供了标准化的RISC-V验证流程,将RISC-V验证分为模块级验证、子系统级验证、系统级验证、FPGA原型验证、硅后验证五个阶段,并为每个阶段定义了明确的验证目标、验证方法、验证用例、验收标准 。该流程解决了RISC-V验证流程碎片化的问题,为开发者提供了一套可直接复用的验证流程,有效减少了验证流程的设计与调试时间 。
例如,在模块级验证阶段,流程定义了以功能正确性为核心的验证目标,采用模块级UVM验证IP进行验证,验收标准为功能覆盖率达到99%以上、断言覆盖率达到100%;在系统级验证阶段,流程定义了以系统级功能正确性与性能指标为核心的验证目标,采用系统级仿真与FPGA原型验证相结合的方式,验收标准为系统功能全部通过、性能指标满足设计要求 。
验证覆盖率分析工具是Tessent UltraSight-V实现验证覆盖率量化分析的核心组件,支持对功能覆盖率、代码覆盖率、断言覆盖率、分支覆盖率等多种覆盖率指标进行实时采集与分析 。该工具可与UVM验证IP套件、商用仿真工具无缝集成,实时采集验证过程中的覆盖率数据,并生成可视化的覆盖率报告,开发者可通过报告快速定位未覆盖的功能点与代码段,从而补充验证用例,提升验证覆盖率 。
同时,该工具还支持覆盖率目标的自动设置,可根据RISC-V的设计需求与应用场景,自动设置合理的覆盖率目标,并实时监控覆盖率的达成情况,当覆盖率达到目标时,可自动停止验证,避免不必要的验证工作量 。此外,该工具还提供覆盖率优化建议,可根据覆盖率报告,建议开发者补充哪些验证用例,以最快的速度提升验证覆盖率 。
仿真-调试-测试数据协同分析工具是Tessent UltraSight-V实现验证数据一致性的核心组件,支持对仿真数据、调试数据、测试数据进行统一采集、关联分析、对比验证 。该工具可将仿真阶段的仿真数据、硅前调试阶段的调试数据、硅后测试阶段的测试数据进行关联,按照时间、地址、指令、事件等维度进行比对分析,快速定位数据不一致的原因,从而实现仿真-调试-测试的全流程数据协同 。
例如,若硅后测试中发现某个功能失效,开发者可通过该工具,将测试数据与硅前调试数据、仿真数据进行比对,快速定位是仿真模型的问题、调试过程的问题,还是实际硬件的问题,从而大幅缩短问题定位的时间 。
生态接口层是Tessent UltraSight-V实现生态兼容性的核心,提供了标准化的接口与协议,实现了与RISC-V生态、开源生态、商用EDA生态的无缝连接 。该层的核心设计目标是**“让Tessent UltraSight-V成为RISC-V生态的‘通用接口’,而非独立的工具孤岛”**,其核心组件包括:
开源生态接口提供了与RISC-V开源生态的标准化接口,包括RISC-V工具链社区(riscv-tools)、RISC-V内核社区(riscv-cores)、RISC-V软件社区(riscv-software)等 。该接口支持开源IP与Tessent UltraSight-V的无缝集成,开发者可直接将开源的RISC-V核、外设IP与Tessent UltraSight-V的硬件IP层进行集成,快速搭建开发环境 。同时,该接口还支持开源社区的验证用例与调试脚本的复用,开发者可直接复用开源社区的验证用例与调试脚本,减少重复开发工作量 。
商用EDA生态接口提供了与全球主流商用EDA工具的标准化接口,包括西门子EDA、Synopsys、Cadence等厂商的EDA工具 。该接口遵循EDA行业的通用标准(如IP-XACT、ULM),支持Tessent UltraSight-V与商用EDA工具的无缝集成,开发者可在商用EDA工具的环境中,直接调用Tessent UltraSight-V的调试与验证功能,实现工具链的一体化协同 。
用户自定义接口是Tessent UltraSight-V为满足开发者的个性化需求设计的可扩展接口,支持开发者根据实际的开发需求,自定义接口的协议与功能 。该接口采用模块化设计,提供了完整的接口开发文档与API,开发者可通过二次开发,实现Tessent UltraSight-V与自研工具、第三方工具的集成,从而满足个性化的开发需求 。
Tessent UltraSight-V的四层技术架构具备四大核心优势,使其能够完美匹配RISC-V的开发需求,成为加速RISC-V开发的理想解决方案:
1. 模块化设计:各层、各组件均采用模块化设计,开发者可根据实际需求灵活裁剪与组合,适配从单核嵌入式到多核数据中心的全场景RISC-V开发;
2. 高度可扩展:支持自定义指令扩展、自定义接口开发、自定义验证流程设计,能够匹配RISC-V的极致灵活性;
3. 全生态兼容:全面兼容RISC-V生态、开源生态、商用EDA生态的标准与工具,解决了工具链碎片化的问题;
4. 低侵入性实现:硬件IP层采用低功耗、低面积、低侵入性的设计,软件工具层的调试操作不会干扰芯片的正常运行,有效避免了海森BUG的出现。
Tessent UltraSight-V通过硬件IP层的片上数据采集、软件工具层的数据分析与可视化、验证方法层的标准化验证、生态接口层的全生态兼容,从调试、验证、性能优化、工具链协同四大维度,全方位加速RISC-V开发。本节将深入解析其核心功能与实现原理,结合性能数据与技术细节,论证其在提升RISC-V开发效率中的核心作用。
低侵入性全链路调试是Tessent UltraSight-V的核心功能,也是其解决RISC-V开发片上可见性不足痛点的关键。该功能通过硬件IP层的低侵入性设计与软件工具层的实时数据解析,实现了对RISC-V SoC的全链路、实时、全局、低侵入性调试,有效捕捉海森BUG、静默数据损坏、核间交互异常等复杂问题。其核心实现原理与功能特性如下:
Tessent UltraSight-V的低侵入性设计贯穿硬件IP层的所有组件,其核心实现原理包括三个层面,确保调试操作不会干扰芯片的正常运行:
硬件IP层的所有IP均采用独立的调试时钟域与电源域设计,与RISC-V处理器核、SoC的主时钟域、电源域相互隔离 。调试时钟域可由外部调试主机独立配置,调试电源域可根据需求独立开启或关闭,确保调试操作不会影响主系统的时钟与电源稳定性 。这种设计从根本上避免了调试操作对主系统运行时序的干扰,有效防止了海森BUG的出现 。
硬件IP层的所有数据采集操作均采用硬件级被动采集方式,无需软件介入,也无需占用处理器核的运算资源 。例如,增强型追踪编码器IP直接连接到处理器核的指令总线上,被动采集指令执行数据,不会对处理器核的指令流水线产生任何影响;处理器分析模块IP直接采集处理器核的状态寄存器数据,无需处理器核执行任何额外的指令 。这种被动采集方式的侵入性极低,经实测,硬件IP层的整体侵入性仅占处理器核面积的0.5%以下,功耗开销仅占主系统功耗的0.3%以下 。
硬件IP层的所有IP均支持可配置的采集深度与带宽,开发者可根据实际的调试需求,灵活配置数据采集的深度(如采集的指令数、数据量)与带宽(如数据传输的速率) 。例如,在调试偶发BUG时,开发者可配置较高的采集深度,以采集更多的调试数据,便于BUG复现;在调试实时性要求较高的场景时,开发者可配置较低的采集带宽,以减少数据传输对主系统带宽的占用 。这种可配置的设计既满足了不同调试场景的需求,又最大限度地降低了调试操作对主系统的影响 。
Tessent UltraSight-V的全链路调试功能实现了对RISC-V SoC从指令执行到数据流转、从处理器核到外设、从单一芯片到多芯片的全链路覆盖,其覆盖范围包括:
覆盖RISC-V处理器核的指令流水线、寄存器堆、缓存、算术逻辑单元(ALU)等核心组件,支持对指令取指、译码、执行、写回等流水线阶段的实时观测,对通用寄存器、控制状态寄存器(CSR)、浮点寄存器的实时访问,对缓存的访问命中、未命中、刷新等操作的实时追踪 。同时,支持对自定义指令的执行过程进行全链路追踪,能够捕捉自定义指令与基础指令的交互情况、自定义指令的资源占用情况等 。
覆盖RISC-V SoC的片上网络(NoC)、外设、存储、高速接口等所有组件,支持对NoC的核间通信、外设的寄存器访问、存储的读写操作、高速接口的协议执行等进行实时观测与追踪。例如,片上网络追踪IP可实现对NoC的所有端口、路由、链路的全链路追踪,高速接口追踪IP可实现对PCIe、CXL等高速接口的协议包传输、链路训练、错误处理等全流程追踪。
覆盖多核异构RISC-V SoC的所有处理器核、核间交互、全局存储,支持对多核心的同步运行控制、独立调试、全局数据关联分析。例如,开发者可通过运行控制IP,实现对128核RISC-V处理器的同步暂停,然后分别对每个核心进行独立调试;通过片上网络追踪IP,将每个核心的指令执行数据与核间交互数据进行关联分析,快速定位核间同步引发的BUG。
覆盖2.5D/3D IC等多芯片设计的所有芯片、芯片间互联接口、全局存储,支持对多芯片的同步运行控制、跨芯片数据追踪、全局数据分析 。例如,多芯片互联追踪IP可实现对UCIe接口的跨芯片数据传输追踪,将多个芯片的调试数据进行统一采集与关联分析,快速定位芯片间交互引发的问题 。
Tessent UltraSight-V的全链路调试功能实现了调试数据的实时采集、实时解析、实时分析、实时展示,其实时性指标达到微秒级,能够满足实时性要求较高的RISC-V开发场景(如汽车电子、工业物联网) 。其实时化处理的实现原理包括:
增强型追踪编码器IP采用硬件级的实时压缩算法,对采集的指令执行数据进行实时压缩,压缩后的数据通过高速串行接口(如JTAG、USB 3.0、PCIe 5.0)实时传输至外部调试主机 。经实测,在开启扩展压缩功能后,数据传输带宽可降低40%以上,有效提升了数据传输的实时性 。
Tessent UltraSight-V主机套件采用多线程并行处理架构,对接收的调试数据进行实时解析与分析 。其中,专门的解析线程负责将压缩的二进制数据转换为可理解的指令、寄存器、内存等信息,分析线程负责对解析后的数据进行实时分析,可视化线程负责将分析结果实时展示在图形化界面中 。经实测,主机套件可实现对每秒数GB的调试数据进行实时解析与分析,解析延迟与分析延迟均在微秒级 。
硬件IP层的所有IP均支持实时的事件触发功能,开发者可配置触发条件(如寄存器值变化、内存访问错误、数据传输异常等),当触发条件满足时,IP会立即向调试主机发送告警信号,并自动保存触发前后的调试数据 。调试主机接收到告警信号后,会立即在图形化界面中发出告警,并展示触发前后的调试数据,开发者可实时定位问题 。这种实时的事件触发与告警功能,能够有效捕捉偶发的、短暂的系统级BUG 。
Tessent UltraSight-V的低侵入性全链路调试功能,彻底改变了传统RISC-V开发的**“盲调”模式**,实现了从“仅能通过打印日志调试”到“全链路可视化调试”的跨越。据西门子EDA的实测数据,该功能可将海森BUG的定位时间从数周缩短至数小时,静默数据损坏的排查时间从数月缩短至数天,整体调试效率提升10倍级 。同时,其低侵入性设计有效避免了调试操作对主系统的干扰,确保了调试结果的真实性与可靠性,解决了RISC-V开发中片上可见性不足的核心痛点。
标准化UVM验证是Tessent UltraSight-V的核心功能之二,也是其解决RISC-V开发验证周期过长痛点的关键。该功能通过验证方法层的UVM验证IP套件、标准化验证流程、覆盖率分析工具,实现了对RISC-V的模块化、自动化、标准化验证,有效减少了验证工作量,提升了验证覆盖率,最终将RISC-V项目的整体验证周期缩短40%以上 。其核心实现原理与功能特性如下:
验证IP的复用是缩短验证周期的核心手段,Tessent UltraSight-V的UVM验证IP套件采用**“预验证+可配置+可扩展”**的设计理念,实现了验证IP的高效复用,其复用原理包括:
UVM验证IP套件的所有验证IP均经过西门子EDA的量产级验证,并在多个RISC-V项目中得到实际应用,确保了验证IP的功能正确性与可靠性 。例如,RISC-V基础指令集验证IP已在超过100个RISC-V项目中得到应用,覆盖了RV32I/RV64I及M/A/F/D/C/V等标准扩展,验证覆盖率达到99.9%以上 。开发者可直接复用这些预验证的IP,无需自行编写基础验证代码,有效减少了验证代码的开发工作量 。
UVM验证IP套件的所有验证IP均支持高度可配置的参数,开发者可通过配置参数,快速适配不同的RISC-V设计需求 。例如,处理器核验证IP支持配置核心数、指令集版本、缓存大小、寄存器数量等参数,可快速适配从单核RV32IM到多核RV64GCV的不同处理器核设计 ;高速接口验证IP支持配置接口版本、传输速率、通道数等参数,可快速适配PCIe 4.0/5.0/6.0、CXL 2.0/3.0等不同高速接口设计。这种可配置的设计,使得一个验证IP可适配多种设计需求,大幅提升了验证IP的复用率 。
超猛的大回暖来了,14日最高气温20℃线将抵达河北南部、山东北部,为今年以来最北,多地将暖如春,华南或暖到能穿短袖。但冷空气也将接踵而至,15日至16日,从东北到江南多地气温将暂时逆转为偏低。冷空气南下与暖湿气流相遇也让南方的降雨增强,局地可能伴有雷暴。大片20℃!
2月8日,云路股份公告,近日,公司得知相关部门已解除对李晓雨的留置措施,目前李晓雨已能正常履行公司法定代表人、董事长、总经理的职责,参与公司日常生产经营工作。公司副董事长雷日赣将不再代为履行公司董事长的职责,董事、副总经理庞靖将不再代为履行法定代表人、总经理的职责。
上海市民反映松江区新浜镇要建一处规模化种养结合农场农场规划包含猪舍且选址与枫泾镇相距不足1公里担心其对周边环境可能造成影响希望相关部门协调解决最新回复来了松江区农业农村委回应称,该农场项目各项审批手续已基本完成,建设程序合法合规。
有重要人事调整。日前,中央批准,李明祥任吉林省委委员、常委。日前,中央批准:陈卫任中国农业大学校长、党委副书记;
年关将至,大街小巷都飘着浓浓的年味,走亲访友、家庭聚餐、同学聚会的邀约接踵而至,推杯换盏间,酒成了餐桌上不可或缺的饮品。
近日,某短视频平台上AI生成周星驰经典电影片段的视频被大量网友制作发布。9日,周星驰经纪人陈震宇发文质疑:想问一下,这些属于侵权吗(尤其这两天大量传播),相信创作者应该已经盈利,而某平台是不是都放任不管提供给用户生成发布?Seedance2.
一份下午发出的电脑报价单,到了晚上就被上游供应商通知作废。电脑零部件涨价还在推高消费者购买成本。2025年末至2026年初,半导体行业迎来了深刻的产业变革。以存储芯片价格大幅上涨为开端,涨价潮正迅速向功率芯片、模拟芯片、MCU等非存储领域蔓延。
5万点之上,道指再创新高,特朗普:我任期结束前,将站上10万点!达利欧却发出警告……丨美股开盘
每经记者:杜波 记者杜波编辑段炼 杜恒峰 校对何小桃当地时间2月10日,美股开盘三大指数涨跌不一,截至发稿已全部转涨,道指涨0.7%再创新高,纳指和标普500指数则由跌转涨,分别涨0.09%和0.2%。美股科技股普跌,费城半导体指数开盘跳水,一度跌超1%。
2026年2月10日北方小年这天,国内黄金市场迎来了一波让人措手不及的剧烈变动,不少关注黄金的朋友一早打开报价都忍不住感叹,金价真的是一夜之间完全变天,不管是做投资的股民、准备置办婚嫁首饰的普通人,还是打算囤金避险的家庭,都被眼前的价格差异惊到。
这消息一出来,日本右翼那帮人直接高兴疯了,跟打了鸡血似的,连夜刷屏叫嚣:“美国都站我们这边了,中国这回是真没辙了!”


