我是一名有3年经验的FPGA原型验证工程师,主要做大型SoC在FPGA上的分割和调试。最近行业里Chiplet(芯粒)和UCIe(通用芯粒互连)标准讨论很多,感觉这可能会改变未来芯片的设计和验证模式。想请教一下,对于FPGA原型验证这个岗位,Chiplet趋势会带来哪些新的挑战和机遇?比如:1. 验证多个异质Chiplet互连时,如何用FPGA模拟UCIe等高速接口?2. Chiplet的测试访问架构(TAP)和传统SoC有何不同?3. 在原型阶段如何考虑和模拟封装引入的寄生参数和信号完整性问题?提前学习哪些知识能让我在未来保持竞争力?
2026年,芯片行业‘Chiplet’和‘UCIe’标准火热,对于从事FPGA原型验证的工程师而言,需要提前了解哪些关于芯粒互连、测试与封装的新挑战?
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Chiplet确实会给FPGA原型验证带来新玩法。核心挑战是高速互连的模拟。UCIe物理层速率很高(比如PCIe Gen5级别),直接用FPGA的普通I/O模拟不现实。一个落地思路是:用FPGA的高速收发器(如GTY/GTM)来模拟UCIe的物理层,并配合软IP实现其协议栈。你需要提前学习FPGA高速收发器的使用和协议IP的集成。同时,多Chiplet互连意味着原型系统可能由多块FPGA板通过高速电缆互连,板间同步和调试会复杂很多。建议现在就开始玩一块带高速收发器的评估板,跑通一个简单的链路。
关于测试,Chiplet的TAP可能更分布式。每个Chiplet可能有自己的TAP,通过互连组合成一个系统级TAP。在原型中,你需要模拟这种菊花链或网状结构,并确保测试指令能正确路由。这要求你对IEEE 1149.x标准有更深理解,特别是1149.7和1149.10。
封装和信号完整性在原型阶段往往被简化,但你不能完全忽略。可以在RTL中插入简单的传输线模型或IBIS模型来粗略评估。更实际的准备是学习一些高速PCB设计的基础知识,因为你的多FPGA互连板就是一个小型“封装”,会遇到类似问题。

从经验看,机遇大于挑战。Chiplet会让原型分割更灵活——以前是把一个巨型SoC切分到多颗FPGA,现在可能每个Chiplet天然对应一颗或一组FPGA。但新挑战也很直接:
1. 接口模拟:UCIe不是唯一标准,还有BoW等。你需要了解它们的关键参数(延迟、带宽、错误处理)。FPGA模拟时,重点抓协议层的正确性,物理层可以降速或用行为模型替代。建议先通过VIP(验证IP)在仿真环境里吃透协议,再移植到FPGA。
2. 测试架构:传统SoC TAP是单一的,Chiplet系统可能是层次化的。验证时要注意TAP控制器的旁路、隔离机制。提前看看AMD、Intel的Chiplet产品测试文档(如果有公开的)。
3. 封装效应:原型阶段精确模拟封装寄生不现实,但可以建立关键网络(如时钟、高速串行链路)的简化模型。更重要的是,你要学会和封装/SI工程师沟通,理解他们的约束,并在原型布线时预留余量。保持竞争力:除了上述技术点,建议拓宽到系统级验证方法学(如UVM-SystemC co-modeling),因为Chiplet验证更强调系统集成和跨域协同。

简单说几点:
首先,FPGA模拟UCIe高速接口,硬件上依赖FPGA的高速SerDes。你需要搞懂如何配置这些SerDes以达到要求的速率和编码。软件上,可能需要购买或自己开发UCIe控制器IP的FPGA版本。这是一个成本和技术难点。
其次,测试访问架构(TAP)会变复杂。多个Chiplet意味着多个TAP,它们如何协同工作?在FPGA原型中,你可能需要实现一个“虚拟”的顶层TAP控制器来管理所有Chiplet TAP。这涉及到TAP指令的分发和收集。建议深入学习IEEE 1149.1和1149.7标准。
封装寄生和信号完整性问题,在FPGA原型阶段通常无法高精度模拟。但你可以做的是:在RTL中为关键互连信号添加可调节的延迟单元,以模拟封装引入的skew;在布局布线时,对模拟互连的FPGA管脚和走线施加更严格的时序约束。
提前学习的知识:1. 高速串行协议(如PCIe, CXL),因为UCIe与它们有相似性;2. 多FPGA原型系统的设计和调试技巧;3. 基本的SI/PI概念和工具使用(如HyperLynx);4. Chiplet相关的EDA工具流,比如如何集成来自不同工艺节点的IP。
总之,向系统级验证工程师转型是个好方向。
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