VerilatorがUMV 2017をサポート

2025年11月24日 – CHIPS Alliance は、オープンソース RTL シミュレータ Verilator が UVM 2017-1.0 をパッチなしで完全にエラボレート可能になったと発表した。
この成果は Antmicro と Verilator メンテナの協業により実現し、UVM Cookbook のサンプル動作に必要な多数の SystemVerilog 機能が追加された。
これにより、オープンソース EDA を用いた本格的な ASIC 検証環境構築が現実的な選択肢となり、業界の検証エコシステムに大きな影響を与える可能性がある。

発表の背景
発表内容の詳細
技術的ポイント
ビジネス的ポイント
今後の展望
参考ソース

発表の背景

近年、半導体開発では 検証工数の増大 が大きな課題となっている。特に SoC の大規模化に伴い、UVM（Universal Verification Methodology）はデファクトスタンダードとして広く採用されている。一方で、UVM をフルサポートするオープンソース RTL シミュレータは存在せず、商用シミュレータへの依存が続いていた。
Verilator は高速な静的コンパイル型シミュレータとして人気が高いが、従来は UVM の完全サポートが不十分で、複雑な testbench の実行には制約があった。CHIPS Alliance と Antmicro はこの課題を数年にわたり解消し、今回の発表に至った。

発表内容の詳細

今回の発表では、Verilator が UVM 2017-1.0 をパッチなしでエラボレート可能になったことが正式に示された。
主な追加・改善点は以下の通り：

UVM Cookbook のサンプルを動作させるための SystemVerilog 機能の拡充
- パラメータ化クラスのデフォルトパラメータ解決
- typedef linking の改善
- ネストクラス対応
- expression purity（副作用のない式判定）の修正
制約ランダマイゼーションの強化
- randomize..with の複雑な式対応
- $countones のサポート
- パラメータ化クラスやエイリアス型での randomize 修正
- rand dynamic array の改善
カバレッジ機能の基盤整備
- covergroup のパースと初期エラボレーションをサポート（ただし実行は限定的）
disable 文の改善
- fork ブロック内外での disable の正しい動作

これらにより、従来はパッチ適用が必須だった UVM ライブラリが、そのまま Verilator 上で動作するようになった。

技術的ポイント

今回の改善は、オープンソース EDA の中でも特に難易度の高い SystemVerilog の動的機能 に踏み込んだ点が重要である。

動的スケジューリング・コルーチン対応
UVM のフェーズ実行モデルに必要な動的スケジューリングが Verilator に実装されている。
制約ランダマイゼーションの実用レベルへの到達
UVM testbench の多くは constrained random に依存しており、今回の改善で実用性が大きく向上した。
パラメータ化クラス・型解決の強化
SystemVerilog の高度な型システムに対応することで、複雑な UVM コンポーネントのエラボレーションが可能になった。
カバレッジ解析の基盤整備
SAIF 対応など、低消費電力設計のための解析機能も強化されている。

これらは、商用シミュレータが長年蓄積してきた機能領域であり、オープンソースでの実現は大きな技術的前進といえる。

ビジネス的ポイント

商用シミュレータ依存の軽減
UVM を必要とする ASIC/FPGA 検証で、オープンソースツールの選択肢が現実的になる。
コスト削減と開発スピード向上
Verilator は高速であり、CI/CD との相性が良いため、検証の自動化・高速化に寄与する。
オープンソースエコシステムの強化
CHIPS Alliance の活動により、EDA ツールのオープン化が加速し、企業間での共同開発が進む。
スタートアップや学術機関へのメリット
高価な商用ツールを使わずに UVM ベースの検証環境を構築できるため、参入障壁が下がる。

今後の展望

CHIPS Alliance と Antmicro は、今後 UVM 2020 のサポート や、より複雑な testbench の動作を目指すとしている。
オープンソース EDA の進化は、ソフトウェア主導の ASIC 開発フロー（software-driven silicon development）を後押しし、商用ツールとのハイブリッド利用が一般化する可能性が高い。

特に、