微捷碼讓SoC硅片設計一次性完成

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

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

Silicon One向我們傳遞了一個(gè)明確信息，即微捷碼正致力于讓客戶(hù)能夠開(kāi)發(fā)可盈利產(chǎn)品，這與其它公司大多強調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，包括有競爭力的執行速度、最低功耗和完善的功能。

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

Silicon One解決方案

根據我自己的統計，微捷碼總共提供了34款產(chǎn)品，但實(shí)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(shí)現系統提供了一款完全集成化的高性能、高復雜性、低功耗納米設計RTL-to-GDSII流程。Talus包括了綜合、優(yōu)化、布局、布線(xiàn)、時(shí)鐘偏斜生成、版面規劃、功率規劃、增量RC提取和一款單一的增量時(shí)序分析引擎。

FineSim同時(shí)實(shí)現了擁有SPICE精度和高性能模擬/混合信號SoC仿真。據John Cooley在DeepChip網(wǎng)站的報告顯示，FineSim正在快速贏(yíng)得市場(chǎng)份額。它使得設計師以一款單一引擎即可無(wú)縫地完成混合信號SoC設計的功能驗證。除了讓設計師能夠擁有詳細寄生參數信息從事設計以外， FineSim還以少量簡(jiǎn)單控制語(yǔ)句實(shí)現了對精度與性能間權衡的全面控制。

Titan混合信號設計平臺是一款可滿(mǎn)足模擬/混合信號設計師現在和未來(lái)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、一次設計成功（correct-by-design）電路圖驅動(dòng)版圖設計以及與微捷碼物理驗證和數據實(shí)現工具的集成功能。通過(guò)全面內嵌入Talus進(jìn)行數字設計，Titan將全定制模擬設計工具與數字流程完美集成，可實(shí)現高水平的混合信號芯片設計效率。

Tekton經(jīng)架構為下一代時(shí)序分析平臺，可提供業(yè)界最精確、運行時(shí)間優(yōu)勢顯著(zhù)的靜態(tài)時(shí)序分析（STA）引擎。Tekton不僅為業(yè)界全面接受，同時(shí)還在贏(yíng)得市場(chǎng)份額。Tekton作為下一代STA工具，提供了非常具有競爭力的單CPU設備多模多角（MMMC）性能。它不僅可在有超高精度需求時(shí)提供一款內置SPICE引擎，同時(shí)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STA工具提供單CPU設備數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(xiàn)程功能，于多CPU設備可提供更快的性能。采用Tekton，設計團隊能夠在很短的時(shí)間內在單CPU設備上完成多情景超大型設計運算。時(shí)序和提取引擎于多個(gè)CPU上近乎線(xiàn)性的性能提升讓Tekton能夠很好地擴展適應未來(lái)數億、乃至更多門(mén)極電路的設計。

Excalibur則是業(yè)界首選的半導體晶圓廠(chǎng)缺陷和良率管理系統。 Excalibur會(huì )自動(dòng)收集各類(lèi)數據到統一數據庫中以便用戶(hù)快速訪(fǎng)問(wèn)；其開(kāi)放式架構、強大的提取和工程分析與數據關(guān)聯(lián)工具使得找出良率問(wèn)題根源變得十分簡(jiǎn)單，同時(shí)其自動(dòng)化報告、在線(xiàn)監控和報警實(shí)現了快速定制，能夠跨企業(yè)地分布。此外，各種自動(dòng)化和缺陷特征分析選項的應用還為良率和缺陷分析解決方案提供了一個(gè)更廣闊的基礎。

微捷碼的統一數據模型仍是關(guān)鍵區別點(diǎn)

從公司創(chuàng )始之初，微捷碼一直是基于統一數據模型架構來(lái)構建所有產(chǎn)品，由于所有的微捷碼產(chǎn)品采用的都是這種架構，這就形成了一致的可預測性用戶(hù)環(huán)境，同時(shí)還促進(jìn)了工具執行速度和語(yǔ)義連貫性（這款名稱(chēng)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）。統一數據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”通用數據，同時(shí)還可讓后續算法所生成的數據仍可保有持續的連貫性。

為了以實(shí)例來(lái)說(shuō)明統一數據模型如何讓微捷碼工具有別于其它競爭產(chǎn)品，我與微捷碼設計自動(dòng)化有限公司業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)副總裁Behrooz Zahiri進(jìn)行了會(huì )晤，他告訴我：

“曾與其它EDA工具連接并相互交換數據的EDA工具有很多，而這并不是集成點(diǎn)。雖然也曾問(wèn)及到這些工具的開(kāi)放程度的問(wèn)題，但關(guān)于工具相互間如何交流數據仍不缺少具體標準。微捷碼在這點(diǎn)上有所不同，已先行一步。以FineSim和我們的QuickCap場(chǎng)解算器為例來(lái)說(shuō)，這兩款都是高精度、經(jīng)代工廠(chǎng)質(zhì)量檢驗的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)構建可以多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(wú)縫、快速且精確的標準單元、存儲器和模擬IP特征化提??；相同的SPICE引擎集成進(jìn)Tekton中，結合與QuickCap可在靜態(tài)時(shí)序分析（STA）期間精確的進(jìn)行關(guān)鍵路徑分析，去除對于獲得最佳性能的悲觀(guān)傾向；隨后，相同的STA和提取引擎集成進(jìn)Talus數字實(shí)現平臺中，可去除實(shí)現與流片間的時(shí)序關(guān)聯(lián)錯誤，縮短設計周期。不止如此，Quartz流片質(zhì)量物理驗證引擎集成進(jìn)Talus中，在流程早期即可檢查并消除DRC違規情況，在流片前即可充分考慮到DRC修復對時(shí)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(gè) Talus平臺可應用于Titan混合信號實(shí)現環(huán)境中，無(wú)需離開(kāi)同一個(gè)環(huán)境即可輕松完成全芯片混合信號設計的裝配、驗證和完工修整。這是Silicon One解決方案獨一無(wú)二的價(jià)值體現，這種獨特的集成可幫助我們的客戶(hù)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對SoC設計各方面問(wèn)題，如制造期間良率改善。目前最先進(jìn)的SoC設計是在單芯片中集成進(jìn)數字（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容。事實(shí)上，從架構角度來(lái)看，每款SoC均可分為三大組成部分：處理核心、存儲器和兼有數字和模擬電路的專(zhuān)用邏輯（Application Specific Logic，ASL）。

處理核心

高性能核心是目前所有應用程序或圖型處理芯片的基礎構建模塊。其處理引擎的最高執行速度常常直接就界定了整個(gè)系統的性能，而系統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(gè)都擁有多個(gè)電壓域，都是滿(mǎn)足數據密集型應用程序吞吐量要求所不可缺少的，同時(shí)其功耗仍相當于單核設計。設計低功耗多核元件的難度在不斷加大，一旦出現實(shí)施錯誤就會(huì )造成巨大損失。

微捷碼的Talus和Tekton產(chǎn)品讓設計師能夠產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的數字邏輯，能夠通過(guò)精確的時(shí)序分析優(yōu)化執行速度，同時(shí)還可提供低功耗解決方法。隨著(zhù)計算、信息管理和通信實(shí)現了移動(dòng)性，低功耗的程度成為了產(chǎn)品能否服務(wù)于此類(lèi)市場(chǎng)的一個(gè)關(guān)鍵因素。

存儲器

現代SoC設備需要大量?jì)却鎭?lái)存儲各種可執行性代碼和數據。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)本和其它便捷式設備需求很大的存儲類(lèi)產(chǎn)品。這導致了成本和上市時(shí)間也成為了存儲器供應商最具競爭性市場(chǎng)之一。如何以最低成本提供高可靠性存儲器芯片（每個(gè)內存單元都要工作）是工程師最為關(guān)心的問(wèn)題。盡管每個(gè)人都將存儲器視為數字器件，它可以打開(kāi)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(shí)現和特征化提取平臺。采用這款解決方案，工程師能夠以更少時(shí)間設計出常規結構存儲器芯片。例如：最高層存儲器設計布線(xiàn)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(xiàn)能夠實(shí)現這些任務(wù)的自動(dòng)化，顯著(zhù)節省生產(chǎn)力和成本。

專(zhuān)用邏輯

網(wǎng)絡(luò )處理、數據存儲芯片和消費類(lèi)多媒體芯片（如數碼電視（DTV）中芯片）均算是這一領(lǐng)域內最大型的芯片。這些芯片也同時(shí)包括有模擬和數字電路，必須將二者作為一個(gè)系統，而不是作為由事先分開(kāi)設計后又連接在一起的電路組合進(jìn)行操作。這些器件尺寸之大已造成了開(kāi)發(fā)所耗費的時(shí)間和成本近乎不切實(shí)際。微捷碼的解決方案讓項目團隊能以更少時(shí)間、更少人力順暢完成這些設計的仿真；也就是說(shuō)，無(wú)需將設計分為多個(gè)小塊，然后再分層式進(jìn)行這些小塊設計。在沒(méi)有這項突破性技術(shù)之前，這種規模的設計想要順暢進(jìn)行完全是不可能的事。此外，伴隨這種規模設計往往是不同設計師和不同設計團隊相互間高度缺乏可預測性。前端設計師如缺乏對后端物理設計的可預測能力，會(huì )導致大量次優(yōu)結果的耗時(shí)迭代。 事實(shí)上，Titan、Talus和 FineSim共同享有同一數據模型是支持集成化設計流程的關(guān)鍵所在。自從Tekton也經(jīng)過(guò)設計可支持超大型設計并采用同一數據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(lèi)問(wèn)題發(fā)生——所見(jiàn)（前端）即所得（后端）。

總結

很顯然，微捷碼從未想過(guò)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(zhuān)業(yè)知識僅專(zhuān)注于將邏輯和電路設計轉換成為高效且頗具成本效益的IC產(chǎn)品。該公司一直強調的是以具有競爭力的技術(shù)特點(diǎn)和可制造性讓客戶(hù)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(chǎng)合作開(kāi)發(fā)并檢驗有效的可預測性28和20納米工藝設計流程。

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