验证FPGA设计：模拟，仿真，还是碰运气？

FPGA的缺点

　　最明显的突出的问题是可见性。理论上说，FPGA中每个逻辑元件都可以通过芯片的调试接口观察。但是，厂商估计只有一半的FPGA用户在设计中加入了调试接口并将其用于验证。考虑到内置调试口提供的功能是如此强大，这非常令人吃惊。Xilinx公司的Patel认为，随着FPGA规模变大，人们会更普遍地使用调试接口。

　　因此，在多数情况下，如果想观测设计中的某个信号，就必须先把它引出到一个引脚，然后用逻辑分析仪分析它。由于逻辑分析仪的特点，可能还需要引出大量其他信号，如内部时钟。这样做就会有很多额外的工作，另外，如果要观测的信号是一个与I/O块相隔甚远的快信号，可能还必须降低FPGA上的时钟频率。因此，一些经理认为：在原始验证方案中包括对FPGA信号可观性的要求是很重要的。

　　访问信号所需的附加设计工作是该方法的一个缺点。芯片内部节点的激励和观测还涉及另一个问题，那就是需要修改设计、重建和重新综合测试，因此有可能导致设计和测试部分不能清楚地分割开。如果不能仔细地将调试代码和设计代码分开和切实做好版本控制，就可能无法跟踪这些修改，有可能发生类似于外科医生把手术工具留在患者体内的情况。

　　另外，建立测试的时间也是个弱项。规模较大的设计中，综合时间并不短，而插入测试设备、重建、重新综合和重新绘图的时间也会是个重要因素，可以影响到是否进行某个试验。这里采用增量综合（Incremental-synthesis）工具会有所帮助，但是对于有2千万个门的设计，构造和合成过程可能需要一晚上的时间。

　　最后，将测试平台从模拟环境转向FPGA环境也有问题。此时，激励模块需要有电路，而非一组模拟命令。观测某个节点需要的不仅是命令，还需要有电路和物理仪器。尽管基于断言的验证被越来越多的人接受，但似乎还没人开发出哪种方法可以系统性地将断言从模拟环境移植到FPGA。 “现在还没有可以自动将断言移植到FPGA的解决方案，但是我们收到的对该功能的要求在不断增加，” Simpson说。

　　覆盖尺度也是一个弱项。虽然对于模拟环境正在开发完善的工具来测评验证覆盖情况和来自不同类工具的熔断测量值（fuse measurement），但在FPGA领域，几乎就没什么覆盖的概念，也没有现存的工具可用于测评测试设计的覆盖情况并将数据报告给中心覆盖收敛（coverage-closure）系统。