Viime viikolla USB-tekniikkaa hallinoiva USB Implementers Forum yllätti monet ilmoittamalla, että Intelin Thunderbolt-protokollaan perustuva väylä on valittu tulevan USB4-tekniikan perustaksi. EDA-talo Cadence Design Systems ehti jo julistaa verifiointi-IP:n, jonka avulla voidaan alkaa suunnitella USB4-liitäntäisiä piirejä ja laitteita.
Sinänsä USB4 on varsin suoraviivainen päivitys suosittuun väylään. Protokolla on käytössä esimerkiksi Macbookeissa ja fyysinen liitäntä on tuttu USB-C. Mutta kyse on joka tapauksessa nopeasta, vaativasta liitännästä, jonka integroiminen osaksi omaa laitetta on erittäin vaativaa.
Nopeita väyliä ei suunnitella tyhjästä, vaan yleensä käytetään valmiita IP-lohkoja, jota toteuttavat halutun toiminnallisuuden (nastat/signaalit/dataväylä/tehonsiirto jne.). Laitevalmistajan on kuitenkin varmistettava, että väylä tekee mitä sen on tarkoitus tehdä. Tämä tarkoittaa väylää koskevan suunnittelun verifioimista.
Pitkään piirisuunnittelijat testasivat väyliä kirjoittamalla testipenkkejä samoilla HDL-kielillä (Verilog ja VHDL), joilla itse piirisuunnittelu on tehty. Niiden tehtävä on käytännössä simuloida väylän toimintaa, lähettää malliin syötteitä ja katsoa, että kaikki toimii niin kuin pitää.
Tämä HDL-pohjainen verifiointi ei ole oikeastaan toiminut enää pitkään aikaan. Syynä on se, että HDL-testin koodaaminen ja testattavan lohkon verifiointi vie yhä suuremman osa suunnitteluun kuluvasta ajasta. EDA-talot kehittivät avuksi verifiointi-IP:n, joka on korkeamman abstraktiotason ohjelma. Tärkein kieli tässä on SystemC, jota Cadencekin käyttää VIP-työkaluissaan (VIP, verifiation IP).
Valmis, väylälohkoa koestava IP-lohko nostaa testaamisen abstraktiota ns. transaktiotasolle. Sen avulla voidaan automatisoida, että väylä-IP toteuttaa kaikki halutut toiminnot ja ominaisuudet.
Cadencen USB4-testikoodi on valmis, koska yritys on monen muun ohella ollut tiiviisti mukana USB-IF:n teknisissä työryhmissä. Sen avulla uutta väylää laitteisiinsa haluava – ja se joukko on valtava, kun puhutaan USB:stä – voi merkittävästi nopeuttaa järjestelmäpiirinsä suunnittelua ja olla vakuuttunut siitä, että väylä tekee mitä lupaa.
