《電子技術(shù)應(yīng)用》
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微捷碼讓SoC硅片設(shè)計一次性完成
摘要: 很顯然,微捷碼從未想過要成為另一家Cadence公司或Synopsys公司——這兩家公司產(chǎn)品范圍涉及了EDA行業(yè)的方方面面。微捷碼的專業(yè)知識僅專注于將邏輯和電路設(shè)計轉(zhuǎn)換成為高效且頗具成本效益的IC產(chǎn)品,。該公司一直強調(diào)的是以具有競爭力的技術(shù)特點和可制造性讓客戶獲得經(jīng)濟收益的重要性,。微捷碼一直與臺積電(TSMC)、GlobalFoundries等全球領(lǐng)先的代工廠合作開發(fā)并檢驗有效的可預測性28和20納米工藝設(shè)計流程。
關(guān)鍵詞: SOC 硅片
Abstract:
Key words :

當我開始閱讀來自微捷碼設(shè)計自動化有限公司的Silicon One文檔之時,很快就被其耳目一新的風格所吸引。在EDA行業(yè),,我們看到的大多是自詡“專業(yè)”的科技知識的技術(shù)文章,而非本行業(yè)人員則無法領(lǐng)會這些,。微捷碼從不如此,,盡管在他的客戶群中也包括有金融和商務(wù)專業(yè)人士,但微捷碼總是以客戶容易理解的方式準確地為客戶描述行業(yè)需求和可用解決方案,。

微捷碼很早以前就強調(diào)它只選擇解決設(shè)計流程中某些部分問題,,歡迎其它公司參與合作共同提供從架構(gòu)概念到制造的整個流程的工具,不論其是數(shù)字IC,、混合信號IC,,還是模擬IC。

Silicon One向我們傳遞了一個明確信息,,即微捷碼正致力于讓客戶能夠開發(fā)可盈利產(chǎn)品,,這與其它公司大多強調(diào)以性能為首要目標的主張完全相反。很顯然,,產(chǎn)品的性能不佳自然是不可能盈利,,因此一款盈利產(chǎn)品必然具備有盈利所需的所有物理特征,包括有競爭力的執(zhí)行速度,、最低功耗和完善的功能,。

我曾要求微捷碼實際地舉個Silicon One例子,,而且我們還談及了這款產(chǎn)品可如何應(yīng)用到片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計中去。

Silicon One解決方案

根據(jù)我自己的統(tǒng)計,,微捷碼總共提供了34款產(chǎn)品,,但實際上,Silicon One用以作為其技術(shù)基石的主要有5款產(chǎn)品:Talus,、FineSim、Titan,、Tekton和Excalibur,。

Talus實現(xiàn)系統(tǒng)提供了一款完全集成化的高性能、高復雜性,、低功耗納米設(shè)計RTL-to-GDSII流程,。Talus包括了綜合、優(yōu)化,、布局,、布線、時鐘偏斜生成,、版面規(guī)劃,、功率規(guī)劃、增量RC提取和一款單一的增量時序分析引擎,。

FineSim同時實現(xiàn)了擁有SPICE精度和高性能模擬/混合信號SoC仿真,。據(jù)John Cooley在DeepChip網(wǎng)站的報告顯示,F(xiàn)ineSim正在快速贏得市場份額,。它使得設(shè)計師以一款單一引擎即可無縫地完成混合信號SoC設(shè)計的功能驗證,。除了讓設(shè)計師能夠擁有詳細寄生參數(shù)信息從事設(shè)計以外, FineSim還以少量簡單控制語句實現(xiàn)了對精度與性能間權(quán)衡的全面控制,。

Titan混合信號設(shè)計平臺是一款可滿足模擬/混合信號設(shè)計師現(xiàn)在和未來需求的平臺,。Titan包括了全定制電路原理圖和版圖編輯器、擁有可嵌入FineSim仿真器的模擬仿真環(huán)境,、一次設(shè)計成功(correct-by-design)電路圖驅(qū)動版圖設(shè)計以及與微捷碼物理驗證和數(shù)據(jù)實現(xiàn)工具的集成功能,。通過全面內(nèi)嵌入Talus進行數(shù)字設(shè)計,Titan將全定制模擬設(shè)計工具與數(shù)字流程完美集成,,可實現(xiàn)高水平的混合信號芯片設(shè)計效率,。

Tekton經(jīng)架構(gòu)為下一代時序分析平臺,可提供業(yè)界最精確,、運行時間優(yōu)勢顯著的靜態(tài)時序分析(STA)引擎,。Tekton不僅為業(yè)界全面接受,同時還在贏得市場份額,。Tekton作為下一代STA工具,,提供了非常具有競爭力的單CPU設(shè)備多模多角(MMMC)性能,。它不僅可在有超高精度需求時提供一款內(nèi)置SPICE引擎,同時還可提供對串擾分析和高級片上變異(AOCV)的全面支持,。

對于Tekton較傳統(tǒng)STA工具提供單CPU設(shè)備數(shù)量級級別的性能改善,,微捷碼很有信心。該工具擁有完全多線程功能,,于多CPU設(shè)備可提供更快的性能,。采用Tekton,設(shè)計團隊能夠在很短的時間內(nèi)在單CPU設(shè)備上完成多情景超大型設(shè)計運算,。時序和提取引擎于多個CPU上近乎線性的性能提升讓Tekton能夠很好地擴展適應(yīng)未來數(shù)億,、乃至更多門極電路的設(shè)計。

Excalibur則是業(yè)界首選的半導體晶圓廠缺陷和良率管理系統(tǒng),。 Excalibur會自動收集各類數(shù)據(jù)到統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中以便用戶快速訪問,;其開放式架構(gòu)、強大的提取和工程分析與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)工具使得找出良率問題根源變得十分簡單,,同時其自動化報告,、在線監(jiān)控和報警實現(xiàn)了快速定制,能夠跨企業(yè)地分布,。此外,,各種自動化和缺陷特征分析選項的應(yīng)用還為良率和缺陷分析解決方案提供了一個更廣闊的基礎(chǔ)。

微捷碼的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型仍是關(guān)鍵區(qū)別點

從公司創(chuàng)始之初,,微捷碼一直是基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型架構(gòu)來構(gòu)建所有產(chǎn)品,,由于所有的微捷碼產(chǎn)品采用的都是這種架構(gòu),這就形成了一致的可預測性用戶環(huán)境,,同時還促進了工具執(zhí)行速度和語義連貫性(這款名稱獨特的重要技術(shù)將一定可讓所有編輯像我一樣更為輕松地生活),。統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型讓微捷碼目錄中的每款工具都可針對其特定目的“生成”通用數(shù)據(jù),同時還可讓后續(xù)算法所生成的數(shù)據(jù)仍可保有持續(xù)的連貫性,。

為了以實例來說明統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型如何讓微捷碼工具有別于其它競爭產(chǎn)品,,我與微捷碼設(shè)計自動化有限公司業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Behrooz Zahiri進行了會晤,他告訴我:

“曾與其它EDA工具連接并相互交換數(shù)據(jù)的EDA工具有很多,,而這并不是集成點,。雖然也曾問及到這些工具的開放程度的問題,但關(guān)于工具相互間如何交流數(shù)據(jù)仍不缺少具體標準,。微捷碼在這點上有所不同,,已先行一步。以FineSim和我們的QuickCap場解算器為例來說,,這兩款都是高精度,、經(jīng)代工廠質(zhì)量檢驗的產(chǎn)品,經(jīng)過構(gòu)建可以多CPU計算方式超快速運行,,但這還遠遠不夠,。微捷碼完全集成化FineSim仿真與SiliconSmart特征化提取解決方案,,可提供無縫、快速且精確的標準單元,、存儲器和模擬IP特征化提?。幌嗤腟PICE引擎集成進Tekton中,,結(jié)合與QuickCap可在靜態(tài)時序分析(STA)期間精確的進行關(guān)鍵路徑分析,,去除對于獲得最佳性能的悲觀傾向;隨后,,相同的STA和提取引擎集成進Talus數(shù)字實現(xiàn)平臺中,,可去除實現(xiàn)與流片間的時序關(guān)聯(lián)錯誤,縮短設(shè)計周期,。不止如此,Quartz流片質(zhì)量物理驗證引擎集成進Talus中,,在流程早期即可檢查并消除DRC違規(guī)情況,,在流片前即可充分考慮到DRC修復對時序的影響;SiliconSmart嵌入到Talus流程中,,可去除不必要容限,,提高性能和可預測性。最后,,整個 Talus平臺可應(yīng)用于Titan混合信號實現(xiàn)環(huán)境中,,無需離開同一個環(huán)境即可輕松完成全芯片混合信號設(shè)計的裝配、驗證和完工修整,。這是Silicon One解決方案獨一無二的價值體現(xiàn),,這種獨特的集成可幫助我們的客戶提高生產(chǎn)率和利潤率。”

28納米及28納米以下SoC

微捷碼的解決方案可應(yīng)對SoC設(shè)計各方面問題,,如制造期間良率改善,。目前最先進的SoC設(shè)計是在單芯片中集成進數(shù)字(包括多處理核心和硬件加速器)、模擬,、混合信號和存儲器等所有內(nèi)容,。事實上,從架構(gòu)角度來看,,每款SoC均可分為三大組成部分:處理核心,、存儲器和兼有數(shù)字和模擬電路的專用邏輯(Application Specific Logic,ASL),。

處理核心

高性能核心是目前所有應(yīng)用程序或圖型處理芯片的基礎(chǔ)構(gòu)建模塊,。其處理引擎的最高執(zhí)行速度常常直接就界定了整個系統(tǒng)的性能,而系統(tǒng)的總功耗很大程度也都取決于這些核心的最低功耗,。多核處理器可是2,、4,、8或16核處理器,每個都擁有多個電壓域,,都是滿足數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序吞吐量要求所不可缺少的,,同時其功耗仍相當于單核設(shè)計。設(shè)計低功耗多核元件的難度在不斷加大,,一旦出現(xiàn)實施錯誤就會造成巨大損失,。

微捷碼的Talus和Tekton產(chǎn)品讓設(shè)計師能夠產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的數(shù)字邏輯,能夠通過精確的時序分析優(yōu)化執(zhí)行速度,,同時還可提供低功耗解決方法,。隨著計算、信息管理和通信實現(xiàn)了移動性,,低功耗的程度成為了產(chǎn)品能否服務(wù)于此類市場的一個關(guān)鍵因素,。

存儲器

現(xiàn)代SoC設(shè)備需要大量內(nèi)存來存儲各種可執(zhí)行性代碼和數(shù)據(jù)。SRAM,、DRAM,、Flash和影像傳感器均是智能手機、攝像機,、平板電腦,、上網(wǎng)本和其它便捷式設(shè)備需求很大的存儲類產(chǎn)品。這導致了成本和上市時間也成為了存儲器供應(yīng)商最具競爭性市場之一,。如何以最低成本提供高可靠性存儲器芯片(每個內(nèi)存單元都要工作)是工程師最為關(guān)心的問題,。盡管每個人都將存儲器視為數(shù)字器件,它可以打開或者關(guān)閉,,但如你愿意,,其單元也可以是模擬電路。微捷碼所設(shè)計的頗具競爭力的存儲器解決方案是由Titan和FineSim組成,,是一款提供了高度精確且快速仿真的實現(xiàn)和特征化提取平臺,。采用這款解決方案,工程師能夠以更少時間設(shè)計出常規(guī)結(jié)構(gòu)存儲器芯片,。例如:最高層存儲器設(shè)計布線任務(wù)在圖形,、平衡負載和一致性等方面頗有限制。Titan基于圖形的布線能夠?qū)崿F(xiàn)這些任務(wù)的自動化,,顯著節(jié)省生產(chǎn)力和成本,。

專用邏輯

網(wǎng)絡(luò)處理、數(shù)據(jù)存儲芯片和消費類多媒體芯片(如數(shù)碼電視(DTV)中芯片)均算是這一領(lǐng)域內(nèi)最大型的芯片,。這些芯片也同時包括有模擬和數(shù)字電路,,必須將二者作為一個系統(tǒng),而不是作為由事先分開設(shè)計后又連接在一起的電路組合進行操作。這些器件尺寸之大已造成了開發(fā)所耗費的時間和成本近乎不切實際,。微捷碼的解決方案讓項目團隊能以更少時間,、更少人力順暢完成這些設(shè)計的仿真;也就是說,,無需將設(shè)計分為多個小塊,,然后再分層式進行這些小塊設(shè)計。在沒有這項突破性技術(shù)之前,,這種規(guī)模的設(shè)計想要順暢進行完全是不可能的事,。此外,伴隨這種規(guī)模設(shè)計往往是不同設(shè)計師和不同設(shè)計團隊相互間高度缺乏可預測性,。前端設(shè)計師如缺乏對后端物理設(shè)計的可預測能力,,會導致大量次優(yōu)結(jié)果的耗時迭代。 事實上,,Titan,、Talus和 FineSim共同享有同一數(shù)據(jù)模型是支持集成化設(shè)計流程的關(guān)鍵所在。自從Tekton也經(jīng)過設(shè)計可支持超大型設(shè)計并采用同一數(shù)據(jù)模型作為其前端成員后,,微捷碼的集成化前端至后端解決方案的采用完全避免這類問題發(fā)生——所見(前端)即所得(后端),。

總結(jié)

很顯然,微捷碼從未想過要成為另一家Cadence公司或Synopsys公司——這兩家公司產(chǎn)品范圍涉及了EDA行業(yè)的方方面面,。微捷碼的專業(yè)知識僅專注于將邏輯和電路設(shè)計轉(zhuǎn)換成為高效且頗具成本效益的IC產(chǎn)品。該公司一直強調(diào)的是以具有競爭力的技術(shù)特點和可制造性讓客戶獲得經(jīng)濟收益的重要性,。微捷碼一直與臺積電(TSMC),、GlobalFoundries等全球領(lǐng)先的代工廠合作開發(fā)并檢驗有效的可預測性28和20納米工藝設(shè)計流程。

微捷碼的戰(zhàn)略似乎已取得成功——除了宣布已連接第十個季度保持正現(xiàn)金流外,,所有指標也表明其市場份額有了顯著增加,。
 

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