在芯片设计验证中，我们常常面临一些外设连接问题：速度不匹配，或者硬件不支持。例如运行在硬件仿真器或FPGA原型平台上的设计，其时钟频率通常只有几十MHz，甚至低至1MHz以下；而真实世界中的外设与协议（如PCIe、高速以太网等）运行在几百兆以上。如此巨大的速度鸿沟，使得将它们直接相连几乎不可行。针对速度不匹配，核心解决方案是引入降速桥（Speed Adaptor）。它是专门用于原型验证 (Prototyping) 或仿真 (Emulation) 环境中的一类硬件适配器，作用是把运行速度和接口特性差异很大的系统连接起来，能够在接近真实系统的条件下进行验证。而针对硬件不支持的场景，则需要借助模型和接口来模拟真实设备的功能与协议。案例一：PCIe 降速桥（PCIe Speed Adaptor）降速桥通常要解决的是速率匹配匹（Speed Adaptation）、协议转换（Protocol Adaptation）、时间解耦（Time Decoupling）、和可控可观测（Debug/Control）等问题。在FPGA原型中，AMD (Xilinx) PCIe PHY的工作频率（Gen1为62.5 MHz，Gen4达500 MHz）已远高于综合后设计的运行频率。另一方面，用户设计若进行分割，性能将进一步降低二十兆以下。这与PCIe PHY的工作频率形成了巨大落差。正因如此，实现可靠的速率匹配成为连接双方的关键。该解决方案的核心是PCIe Switch IP，其多端口能够独立建立链路并工作于不同状态，以此实现协议版本、链路宽度与速率的动态适配。此外，方案还集成PCS、PIPE接口转换等关键IP模块，共同构成一个完整的速率适配解决方案。图1：PCIe降速桥原理
案例二：HDMI 降速桥（HDMI Speed Adaptor）该方案直接将HDMI音视频码流数据传输至主机，通过定制的解码器提取视频和音频数据， 依赖软件模拟显示器，播放解码后的音视频数据。DisplayPort/MIPI DSI/USB Speed Adaptor与之采用相同架构。在FPGA原型验证中，为验证DDR5、LPDDR5及HBM2E/3等存储控制器，我们利用Memory Model IP，通过FPGA本身支持的DDR4来模拟这些FPGA无法直接支持的存储器。同时，为了协助系统调试，思尔芯团队为存储器模型增加了一个具备可控性与可观测性的后门，以方便进行高效的读写存储。凭借在原型验证领域二十多年的技术积累，思尔芯推出了一系列方案以应对复杂的外设连接问题，其代表产品有常用Speed Adaptor、10G-800G速率的高速以太网适配器和存储器模型等，有效帮助客户应对复杂的外设连接问题。公司将持续投入开发，扩展协议支持，并始终致力于运用领先的数字EDA技术，贴近客户，全力助其缩短验证周期，为产品创新与上市提速。更多白皮书，可登录思尔芯官网www.s2ceda.com点击“热门资源-技术文档”下载。
思尔芯（S2C）自 2004 年设立上海总部以来始终专注于集成电路 EDA 领域。作为国内首家数字 EDA 供应商，公司业务已覆盖架构设计、软件仿真、硬件仿真、原型验证、数字调试、EDA 云等工具及服务。已与超过 600 家国内外企业建立了良好的合作关系，服务于人工智能、高性能计算、图像处理、数据存储、信号处理等数字电路设计功能的实现，广泛应用于物联网、云计算、5G 通信、智慧医疗、汽车电子等终端领域。
公司总部位于上海，并建立了全球化的技术研发与市场服务网络，在北京、深圳、西安、香港、东京、首尔及圣何塞等地均设有分支机构或办事处。
思尔芯在 EDA 领域的技术实力受到了业界的广泛认可，通过多年耕耘，已在数字前端 EDA 领域构筑了技术与市场的双优势地位。并参与了我国 EDA 团体标准的制定，承担了多项国家及地方重大科研项目，获国家级专精特新“小巨人”企业、国家工业软件优秀产品、上海市企业技术中心等多项荣誉资质。
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