大型SoC設計遇挑戰 EDA產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新變革

　　隨著(zhù)新一代4G智能手機與連網(wǎng)裝置邁向多核心設計，系統單芯片(System-on-Chip;SoC)憑藉著(zhù)晶圓廠(chǎng)新一代制程的加持，提供更寬廣的設計空間，讓設計工程團隊可在芯片中，根據不同的產(chǎn)品需求，將不同的數位/類(lèi)比電路等多樣模組的硅智財(SiliconIntellectualProperty;IP)整合于單一個(gè)芯片上，使其具備更復雜與更完整系統功能。

　　SoC已經(jīng)一躍成為芯片設計業(yè)界的主流趨勢，而產(chǎn)品價(jià)值與競爭力則完全取決于復雜度、設計的可再用性，以及制程的良率。

　　今天IC設計工程團隊參與新的SoC專(zhuān)案設計，已經(jīng)鮮少從零開(kāi)始，多半從不同的已驗證過(guò)的傳統設計(Legacydesign)模組與各式IP方塊組合而來(lái)，尤其考量一個(gè)新型SoC芯片的設計時(shí)程，在產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力之下，工程設計的時(shí)間被大幅度壓縮。當IC設計工程師開(kāi)始緊鑼密鼓與時(shí)間賽跑之際，EDA工具也被要求與時(shí)俱進(jìn)，既有的傳統IC設計工具，也蘊釀新一波的變革。

　　安傳達(Atrenta)公司創(chuàng )辦人暨執行長(cháng)AjoyBose博士，特別針對目前大型SoC設計所面對的挑戰，以及Atrenta的EDA前段設計軟體工具，如何能夠協(xié)助客戶(hù)解決的問(wèn)題與帶來(lái)的競爭優(yōu)勢，接受相關(guān)的訪(fǎng)問(wèn)。

　　Atrenta憑藉RTL設計查核的EDA工具初試啼聲

　　Atrenta是一家位于加州矽谷的EDA前段的設計軟體工具商。創(chuàng )辦人Bose博士從1970年代在德州大學(xué)奧斯丁分校開(kāi)始，就一直傾心于EDA技術(shù)的研究與發(fā)展，他隨后進(jìn)入AT&T貝爾實(shí)驗室(AT&TBellLabs)任職，開(kāi)發(fā)最早期的EDA工具，隨后幾年因為不同EDA公司間的購并，而加入Cadence等主要EDA大廠(chǎng)工作，完成了EDA工程師的歷練與成長(cháng)，可以說(shuō)一輩子都在EDA的技術(shù)領(lǐng)域與產(chǎn)業(yè)之中。

　　當初創(chuàng )辦Atrenta時(shí)是全為一個(gè)特別的產(chǎn)品創(chuàng )意而來(lái)，在2001年時(shí)，承接Intel的特殊委任專(zhuān)案，透過(guò)檢查RTL的設計來(lái)幫助IC設計工程師，能夠在設計前期就發(fā)現與解決問(wèn)題，對公司而言，可以滿(mǎn)足縮短晶片設計與上市時(shí)間的需求，而且此時(shí)解決問(wèn)題的成本與效益最高。

　　此一成功，讓Atrenta的EDA工具在市場(chǎng)初試啼聲，創(chuàng )業(yè)的完整想法隨后也應運而生。目的著(zhù)眼于如何更有效率的幫助IC設計廠(chǎng)商面對全新的變局與挑戰，尤其是期待能夠在其它前3大EDA巨擘所主導的競爭游戲中，開(kāi)創(chuàng )屬于A(yíng)trenta的新局。目前全球有超過(guò)250家公司和上千名設計及驗證工程師，依賴(lài)Atrenta的產(chǎn)品來(lái)減少設計風(fēng)險，降低成本，并且提高驗證效率。

　　SpyGlass、GenSys和BugScope開(kāi)啟EDA工具新面貌

　　今天SoC所引爆的先端技術(shù)的整合趨勢，就是一個(gè)很好的范例。目前在新一代大型SoC中，動(dòng)輒超過(guò)數億個(gè)邏輯閘，整合了各式各樣不同的IP，還大幅度的重復使用已經(jīng)驗證過(guò)的設計模組，其中使用不同時(shí)脈的數量就可達數十個(gè)或甚至上百個(gè)之多，產(chǎn)品的功能與復雜度與前一世代相比，已非同日而語(yǔ)。

　　當復雜度的規模超過(guò)以往，晶圓廠(chǎng)制程紛紛朝向16、14奈米邁進(jìn)時(shí)，加上SoC的設計大量導入IP，即便這些IP單獨模組都是經(jīng)過(guò)驗證的設計，但是這些不同的IP組合在一起時(shí)，彼此產(chǎn)生的交互影響是IC設計團隊所需面臨的一個(gè)重要課題，對于EDA工具業(yè)者而言，亦產(chǎn)生全新的沖擊與挑戰。

　　面對迥異于以往的工程挑戰與考量，EDA工具所扮演的角色，必需要能更積極幫助工程團隊在設計前期就發(fā)現與解決問(wèn)題。針對SoC設計的復雜度扶搖直上，Atrenta推出一系列的解決方案，以增加IC設計的效益。例如使用SpyGlass系列產(chǎn)品為RTL做靜態(tài)驗證及Formal查核，再輔以GenSys的自動(dòng)重組RTL來(lái)做IP組合，以及BugScope的動(dòng)態(tài)模擬驗證的工具，提高驗證的覆蓋率，以面對嚴苛的挑戰。

　　SpyGlass、Gensys及BugScope構成了Atrenta現有的三大產(chǎn)品線(xiàn)，讓使用者可以做到完整的設計整合。Atrenta利用這些EDA工具來(lái)幫助IC設計工程師降低反覆修改設計的次數，因而完成高品質(zhì)的SoC設計方案，經(jīng)市場(chǎng)證明為具有重大成效的一套工具。

　　當SoC變得越來(lái)越大，不同的功能不斷的整合在一顆SoC上，無(wú)可避免的是各個(gè)功能模組間的連結與驗證，因此Atrenta開(kāi)發(fā)一系列的SpyGlass工具套件，在設計前期就發(fā)現與解決問(wèn)題，其解決方案涵蓋了LINT(語(yǔ)法檢查)、DFT(設計的可測性)、CDC(跨時(shí)脈域串擾)、SDCConstraint驗證、Power(功耗)預估、優(yōu)化、驗證與設計簽結等，確保精確性和功能完整的RTL檢驗，以及IP的驗證，并增強其SoC設計和驗證流程。

　　設計工程師在RTL階段，就能夠發(fā)現并鎖定潛在設計問(wèn)題而加以修正，使后段設計作業(yè)能夠有效率的提升生產(chǎn)力。

　　SpyGlass是Atrenta最早的產(chǎn)品線(xiàn)，累積了多年的實(shí)戰經(jīng)驗，產(chǎn)品線(xiàn)相對的多元與豐富，目前貢獻8成的營(yíng)收，以按區域別來(lái)看，亞太區包含日本在近一兩年快速的擴張中，已經(jīng)擴增到的40%以上的收入來(lái)源。

　　BugScope則是較晚加入Atrenta的產(chǎn)品組合。這產(chǎn)品是Atrenta在幾年前透過(guò)購并所開(kāi)創(chuàng )的一個(gè)新產(chǎn)品線(xiàn)，產(chǎn)品雖然新但市場(chǎng)潛力相當大，其不同于SpyGlass用靜態(tài)檢測的方式，是以動(dòng)態(tài)的模擬訊號來(lái)測試與驗證不同的SoC功能，是一個(gè)非常好的互補，讓使用者對各種不同的組態(tài)與條件，都可以有完整的驗證與考量。

　　跨國IC設計公司利用EDA工具整合不同設計團隊

　　Atrenta幾個(gè)月前發(fā)布已贏(yíng)得臺灣具有指標性的客戶(hù)MediaTek(聯(lián)發(fā)科技)采用Atrenta產(chǎn)品，再次說(shuō)明了SpyGlass工具的價(jià)值，并肯定了Atrenta的實(shí)力。目前Atrenta的全球客戶(hù)已經(jīng)超過(guò)250家，其中包括大多數頂尖的IC設計及知名的消費產(chǎn)品跨國企業(yè)。

　　就Bose博士的觀(guān)察，今天的跨國IC設計企業(yè)，由于人才高度的國際化，加上大型SoC設計專(zhuān)案的趨勢，面對此一高復雜度的技術(shù)挑戰，設計團隊間使用的EDA工具，以及設計規范的一致性就很重要。SpyGlass成為提供分析工具和設計規范的檢驗工具，核心設計團隊可采用這一系列的工具與其他遠端設計團隊進(jìn)行評估和交流。

　　對EDA公司而言，能夠與大型的跨國客戶(hù)合作，本身除了良好的商譽(yù)、客戶(hù)的肯定之外，更重要的是產(chǎn)品行銷(xiāo)策略的成功。

　　平臺為主的EDA工具時(shí)代引領(lǐng)第5次EDA產(chǎn)業(yè)變革

　　在過(guò)去60年的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，EDA工具的開(kāi)發(fā)也已有50年的歷史。

　　從最早期1980年代的CAE工具;后來(lái)1990年代著(zhù)重于提供DesignFlow;接下來(lái)的EDA工具逐漸分家為Front-End及Back-End發(fā)展;2000年之后則側重于可制造性的解決。

　　Bose博士認為即將進(jìn)行的第5次EDA產(chǎn)業(yè)變革，也就是平臺為主(Platform-basedDesign)的EDA工具的世代，需要一個(gè)非常全面的平臺和整體方法來(lái)協(xié)助，舉凡擴展DesignFlow，整合各式各樣的單點(diǎn)工具、IP、設計與制程，利用架構同一個(gè)EDA工具平臺，以降低SoC晶片或IP整合及驗證的成本，進(jìn)而減少整體SoC的開(kāi)發(fā)時(shí)程與費用等等，這些都是Atrenta的產(chǎn)品策略與發(fā)展方向。

　　目前平臺為主的EDA工具已經(jīng)成為前3大EDA大廠(chǎng)的關(guān)注焦點(diǎn)，Atrenta的技術(shù)團隊也與前3大EDA大廠(chǎng)有緊密的合作，這種良好的競合關(guān)系，可以讓EDA產(chǎn)業(yè)有更大的市場(chǎng)被開(kāi)拓，讓大家都可以受益。

　　Bose博士對于臺灣IC設計大廠(chǎng)的觀(guān)察，雖然臺灣目前在半導體制造上的成就，廣受產(chǎn)業(yè)界好評，已經(jīng)是世界首屈一指的IC制造生態(tài)環(huán)境，但是IC設計產(chǎn)業(yè)的規模，相較之下顯得比較保守。

　　目前少數幾家有前瞻眼光與市場(chǎng)價(jià)值的臺灣IC設計大廠(chǎng)，開(kāi)始在世界IC設計的舞臺上嶄露頭角。尤其是眾多臺灣的年輕而且優(yōu)秀工程師，所展現出來(lái)的活力與進(jìn)步，的確讓人印象深刻，臺灣的IC設計的社群正日漸茁壯。以Atrenta一直和重要的客戶(hù)保持緊密的合作策略，通常會(huì )先了解到整個(gè)產(chǎn)業(yè)接下來(lái)的一年到一年半晶片發(fā)展的趨勢，這會(huì )很有助于蓬勃發(fā)展的臺灣IC設計業(yè)者，Atrenta希望與臺灣的IC設計業(yè)界一起成長(cháng)與茁壯，共創(chuàng )雙贏(yíng)的契機。