IC-Verifizierung mit Questa One Die neue Questa-Generation von Siemens EDA erhöht mit KI die Produktivität

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Questa ist die umfangreiche Verifikationsplattform von Siemens EDA, die in der Entwicklung und Verifikation von komplexen ICs und System-on-Chip (SoC)-Designs verwendet wird. Mit Questa One kommt jetzt künstliche Intelligenz ins Spiel, etwa um Verifizierungszyklen zu beschleunigen und die Produktivität zu steigern.

Im Rahmen der jährlichen Siemens-Konferenz User2User am 13. Mai 2025 haben Mike Ellows, CEO von Siemens EDA, und Abhi Kolpekwar, Vice President & General Manager für Digital Verification Technologies bei Siemens Digital Industries Software eine neue Generation der Verifikationsplattform Questa angekündigt.

Questa One heißt die skalierbare Verifizierungssoftware-Plattform, die in der neuesten Iteration maschinelles Lernen sowie künstliche Intelligenz integriert und ab Juni 2025 verfügbar sein wird. Questa One nutzt prädiktive Analysen und Automatisierung, um manuelle Arbeit zu reduzieren, Verifizierungszyklen zu verkürzen und aktuellen Branchenherausforderungen besser zu begegnen.

Die Fehlerquote steigt mit dem Zeitdruck

Der bekannte Fachkräftemangel verlangsamt etablierte Prozesse zunehmend. An der Studie „Functional Verification Study“ von Siemens EDA und Wilson Research Group im Jahr 2024 kann abgelesen werden, dass die First-Silicon-Erfolge bei ASICs seit dem Jahr 2020 von 32 Prozent auf 14 Prozent im Jahr 2024 gesunken sind. Sprich: Nur noch etwa ein Sechstel der ASICs sind bereits beim ersten gefertigten Silizium-Die funktionsfähig. Bei der Vermeidung funktionaler Fehler in FPGAs (No Bug Escapes) ist die Rate im Laufe von vier Jahren von 17 Prozent auf 13 Prozent gesunken. Übrigens: Im Rahmen der Studie wurden rund 600 Teilnehmer befragt, und zwar unabhängig davon, ob sie Kunden von Siemens EDA sind.

Gleichzeitig sind die Zeitpläne seit dem Jahr 2016 enger gestrickt worden. Der Time-to-Market-Druck wächst in der milliardenschweren Halbleiterbranche stetig weiter. Seit dem Jahr 2016 ist die Rate der ASIC-Projekte, die hinter dem Zeitplan liegen, von 65 Prozent auf 75 Prozent angestiegen. Gleichzeitig fehlen bis zum Jahr 2030 knapp 70.000 Techniker und Ingenieure.

Questa One bringt maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz

Mit Questa One möchte Siemens EDA eine Lösung bieten, um den Druck und das Zeitinvestment aus den Verifizierungsprozessen für ICs und SoCs zu nehmen und gleichzeitig die Produktivität der Ingenieure zu steigern, indem ihnen zeitintensive, aber automatisierbare Arbeiten abgenommen werden.

„Questa One verändert den IC-Designprozess, um die Produktivitätslücke bei der Verifizierung zu schließen und die schnell wachsenden Herausforderungen der IC-Branche zu bewältigen, die mit zunehmend komplexeren Designs verbunden sind“, so Kolpekwar. „Questa One nutzt neue technische Fortschritte, um die schnellsten Engines auf dem Markt für die funktionale und formale Verifizierung sowie die Fehlerprüfung bereitzustellen. Dennoch sagen uns Kunden, dass Leistung allein nicht genügt – sie benötigen auch eine bessere Konnektivität über unsere unübertroffenen Verifizierungs-, Validierungs- und Test-Workflows hinweg, die Questa One bereitstellt. In Kombination mit unserer Anwendung von KI bringen die Verifizierungslösungen von Siemens echte Produktivitätsgewinne für Early Adopter in den Bereichen Smart Creation, Smart Regression, Smart Analysis, Smart Engine und Smart Debug.“

Im Rahmen einer teils bereits bis zu 18 Monaten andauernden Betatest- und Feedback-Kooperation mit mehreren gewichtigen Siemens-Kunden wurde das Portfolio von Questa One im Laufe der Zeit auf Basis dreier Grundprinzipien erweitert und verfeinert. Diese Prinzipien sind die Connected, die Data-Driven und die Scalable Verifizierung.

Vernetzt, Datengetrieben, Skalierbar

Im Zentrum steht die Idee, Ingenieure, Tools und IP-Komponenten über eine einheitliche Plattform mit nachvollziehbarem und intuitivem Interface zu verbinden, um eine nahtlose Zusammenarbeit über alle Schritte von Verifizierung, Validierung und Test hinweg zu ermöglichen. Entsprechend erlaubt es die Connected Verification, alle relevanten Systeme wie Questa, Tessent und Veloce optimal aufeinander abzustimmen. Apropos: Questa One ist rückwärts kompatibel und die alten Questa-Produkte werden mit dem neuen Star im Portfolio von Siemens EDA nicht vernachlässigt.

Data-Driven Verification setzt auf die Stärke von KI-gestützten Analysen. Durch maschinelles Lernen werden Daten nicht nur ausgewertet, sondern aktiv genutzt, um Schwachstellen zu identifizieren, Lösungen vorzuschlagen und kommende Verifikationsherausforderungen frühzeitig zu erkennen. Das reduziert den Ressourcenaufwand und erhöht gleichzeitig die Effizienz.

Scalable Verification bezeichnet eine hochgradig automatisierte, beschleunigte Verifizierung, die auch bei wachsenden Designgrößen zuverlässig und zügig Ergebnisse liefert.

Beschleunigte Verifikation für mehr Effizienz

Questa One bietet eine Reihe hoch spezialisierter Verifikationslösungen, die gezielt auf Beschleunigung, Effizienzsteigerung und nahtlose Integration in bestehende Workflows ausgelegt sind – von Coverage und Fault Simulation bis zu VIP, Stimulus-freier Analyse und DFT. Ein Überblick bisheriger Ergebnisse:

• Die „Questa One Coverage Acceleration“-Software hat die Abdeckungsziele 50-mal schneller erreicht als herkömmliche Testbench-Solver und kombiniert höhere/schnellere Abdeckungsergebnisse mit den Vorteilen der auf der Universal Verification Methodology (UVM) basierenden Generierung von Zufallstests.

• Die „DFT Simulation Acceleration“-Software hat achtmal schnellere Design-for-Test-(DFT)-Serienmustersimulationen auf Gate-Ebene erreicht, indem sie die „Questa One Parallel Simulation“-Software nutzt und eng in die branchenführende „Tessent Streaming Scan Network (SSN)“-Architektur integriert ist.

• Die „Fault Simulation Acceleration“-Software liefert eine 48-mal höhere Leistung und unterstützt sowohl Anwendungen zur funktionalen Sicherheit als auch zur DFT-Fehlersimulation. Sie unterstützt auf einzigartige Weise die „User Defined Fault Modeling (UDFM)“-Funktionalität in Tessent.

• Die „Stimulus Free Verification“-Software ermöglicht es Ingenieuren, ein neues Maß an Produktivität zu erreichen. Ihr einzigartiger Ansatz, Engines zu kombinieren und Anwendungen zusammenzuführen, hat gezeigt, dass die Gesamtverarbeitungszeit bei komplexen Open-Source-SOC-Referenzdesigns von über 24 Stunden auf unter einer Minute reduziert werden konnte. Die Integration von 20 verschiedenen stimulusfreien Analysen, KI und Automatisierung bietet neue Lösungen wie Linting mit automatischer Korrektur und die Erstellung und Verifizierung von generativen KI-SVA-Eigenschaften.  

• Die „Avery Verification IP“-Software basiert auf Averys hochwertigen VIP- und High-Coverage-Compliance-Testsuiten (CTS). Protokollgesteuertes Debugging und protokollgesteuerte Abdeckungsanalysen tragen zur Steigerung der Produktivität bei, während beschleunigtes VIP es ermöglicht, CTS, Teststand und Stimulus von Questa One Sim auf Veloce CS Emulations- und Prototyping-Systemen wiederzuverwenden.

Regressions- und Debugging-Ressourcen sinnvoller nutzen

Partner wie Arm, Mediatek, Microsoft und Rambus haben durch frühes Feedback zur Optimierung von Questa One beigetragen. So konnte Arm etwa bei der Verifikation der neuesten AArch64-Architektur signifikante Performancegewinne verzeichnen. Mithilfe des Questa One Regression Navigators wurde bei Mediatek hingegen prädiktiv analysiert, welche Simulationstests am ehesten fehlschlagen. Diese werden zuerst ausgeführt und so lassen sich Tage an Regressions- und Debugging-Zeit einsparen. (sb)

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