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.
Virtaamamittaus on monissa laitteissa kriittinen mutta usein ongelmallinen toiminto. Perinteiset mekaaniset anturit kuluvat ja jäävät sokeiksi pienille virtausnopeuksille. Ultraäänitekniikkaan perustuvat valmiit moduulit tarjoavat nyt tarkan, huoltovapaan ja helposti integroitavan vaihtoehdon niin kuluttaja- kuin teollisuussovelluksiin.