Simantic (YC F26) ra mắt lớp mô phỏng firmware cho AI agent, viết lại engine bằng Rust

Simantic vừa công bố sản phẩm trên Hacker News, đánh dấu bước tiến mới trong lĩnh vực phát triển firmware. Startup này cung cấp một lớp mô phỏng cho phép kỹ sư và AI agent kiểm thử, xác thực firmware mà không cần đến phần cứng thật. Điểm đáng chú ý là toàn bộ engine mô phỏng được viết lại từ đầu bằng Rust, sau khi nhóm sáng lập nhận ra các công cụ mã nguồn mở hiện có không đáp ứng được yêu cầu.

Từ Neuralink và Tesla đến bài toán kiểm thử firmware

Hai nhà sáng lập Ahnaf và Seungmin đều là cựu kỹ sư firmware từng làm việc tại những công ty công nghệ hàng đầu như Neuralink và Tesla. Họ tham gia vào các dự án như Cybertruck và Roadster khi những mẫu xe này còn ở giai đoạn nguyên mẫu.

Câu chuyện bắt đầu từ một nghịch lý quen thuộc: trong phát triển phần mềm, AI có thể viết và chạy thử mã ngay trên máy tính chỉ trong vài giây. Nhưng với firmware, mọi thứ chậm hơn rất nhiều. Một AI agent có thể sinh ra mã firmware trong tích tắc, nhưng để kiểm thử, kỹ sư vẫn phải nạp (flash) lên bo mạch vật lý rồi chạy thử thủ công bằng những công cụ đắt tiền và cồng kềnh, nhiều khi được viết từ hơn một thập kỷ trước.

"Trong phần mềm, hàng đợi review trở thành nút thắt. Với firmware, hàng đợi đó là một chiếc bo mạch vật lý." — một bình luận trên Hacker News

Chính khoảng cách giữa tốc độ sinh mã và tốc độ xác thực này là vấn đề mà Simantic muốn giải quyết.

Ba trụ cột của nền tảng

Simantic hướng đến việc rút ngắn vòng lặp xác thực (validation loop) để AI agent có thể tự kiểm thử firmware và đưa ra quyết định dựa trên bằng chứng, thay vì chờ kỹ sư chạy test giúp. Nền tảng gồm ba thành phần chính:

• Devboard ảo: lập trình và chạy thử chỉ với một lệnh gọi API, không cần rời khỏi terminal.
• Trình review mã AI cho firmware: đưa ra đánh giá dựa trên bằng chứng, sử dụng chính hệ thống mô phỏng làm engine xác thực.
• Pipeline CI/CD cho dự án phần cứng: xác thực firmware trên phiên bản vi điều khiển mô phỏng ở mỗi lần commit.

Thay vì mất hàng giờ kiểm thử thủ công trên devboard, nhóm phát triển giờ đây có thể xác thực firmware trong vài giây.

Vì sao Simantic rời bỏ Renode và QEMU

Ban đầu, nhóm sáng lập dự định xây dựng sản phẩm dựa trên các framework mã nguồn mở đã quen thuộc trong ngành như Renode và QEMU. Phiên bản MVP thực chất chỉ là lớp bao bọc quanh Renode. Tuy nhiên, họ nhanh chóng nhận ra nhiều hạn chế:

• Bị động về tốc độ phát triển: dù đã đóng góp lên GitHub để sửa các lỗi gặp phải, tốc độ merge tính năng không đủ nhanh cho một startup cần tiến nhanh.
• Hiệu năng chưa đạt: Renode viết bằng .NET (Dotnet), chậm hơn mức mong muốn.
• Quá cồng kềnh: các công cụ mã nguồn mở có nhiều tính năng không dùng tới, nhưng không thể loại bỏ hay chỉnh sửa.

Quan trọng hơn, người dùng phàn nàn về độ chính xác của mô phỏng. Renode vốn là một trình giả lập (emulator) ở lõi, và những ai xây dựng hệ thống cần độ chính xác về thời gian (timing) không thấy nó đủ tốt để xác thực firmware.

Engine mô phỏng viết bằng Rust và giàn kiểm chứng chạy 24/7

Từ những hạn chế trên, Simantic quyết định tự viết engine mô phỏng từ đầu, hoàn toàn bằng Rust. Triết lý thiết kế khác biệt rõ rệt so với mã nguồn mở:

• Ưu tiên độ chính xác: các framework mở thường tập trung vào khả năng mở rộng và trải nghiệm lập trình viên, dẫn đến việc đánh đổi chiều sâu để có nhiều mô hình. Simantic thì đi sâu vào một tập mô hình chọn lọc.
• Giàn kiểm chứng phần cứng chạy liên tục: các devboard được nối với Saleae Logic MSO và bus SWD, điều khiển bởi một máy Linux, chạy Claude 24/7 để phát hiện và vá các sai lệch giữa mô phỏng và phần cứng thật.

Một điểm đáng chú ý là nhóm phát triển vẫn đang trăn trở về bài toán phân loại sai lệch: khi mô phỏng và bo mạch cho kết quả timing khác nhau, làm sao xác định bên nào sai, và bao nhiêu lần lỗi thực chất đến từ cấu hình bo mạch thử nghiệm chứ không phải mô hình.

Khách hàng và phạm vi ứng dụng

Người dùng Simantic đang áp dụng nền tảng cho phát triển bare-metal và RTOS trong các lĩnh vực như bộ điều khiển bay, xe điện, robot và vệ tinh. Với các hệ thống an toàn trọng yếu như hàng không và ô tô, một hệ thống mô phỏng vững chắc là yếu tố then chốt, bởi mỗi thay đổi trong firmware đều có thể ảnh hưởng đến tính mạng con người trên những cỗ máy có giá hàng trăm nghìn đến hàng triệu USD.

Simantic cho biết đã hỗ trợ một startup vũ trụ giai đoạn đầu kiểm thử firmware trên phần cứng mà họ chưa sở hữu. Các module phát triển cho vệ tinh có giá hơn 100.000 USD, trong khi giải pháp của Simantic giúp họ hoàn thành với chi phí và thời gian chỉ bằng một phần trăm.

Khả năng hỗ trợ phần cứng và cách truy cập

Hiện tại, Simantic hỗ trợ một số dòng vi điều khiển gồm STM32F0, F4, H7, ESP32-S3/C3 và RP2040, với kế hoạch bổ sung mô hình mới hàng tuần. Nền tảng có hai hình thức sử dụng: trình mô phỏng chạy trên cloud, và bản binary native cho phép chạy cục bộ không giới hạn với giấy phép gói developer.

Với các kỹ sư nhúng tại Việt Nam đang làm việc trong lĩnh vực IoT, robot hay thiết bị công nghiệp, một công cụ mô phỏng chính xác và nhanh có thể giúp giảm đáng kể chi phí mua sắm phần cứng thử nghiệm và rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. Xu hướng để AI agent tự động kiểm thử trên môi trường mô phỏng cũng hứa hẹn thay đổi cách các nhóm phát triển firmware vận hành.