微捷碼讓SoC硅片設(shè)計一次性完成

當(dāng)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(fēng)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(zhǔn)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(biāo)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(fù)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(xì)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(jìn)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?dāng)_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(tuán)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(dǎo)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(yù)測性用戶環(huán)境，同時還促進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。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(yuǎn)遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)合與QuickCap可在靜態(tài)時序分析（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傾向；隨后，相同的STA和提取引擎集成進(jìn)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(jìn)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(fù)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(yù)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(jìn)的SoC設(shè)計是在單芯片中集成進(jìn)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(dāng)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(dǎo)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(fù)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(jìn)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(tuán)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(jìn)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(jìn)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(tuán)隊相互間高度缺乏可預(yù)測性。前端設(shè)計師如缺乏對后端物理設(shè)計的可預(yù)測能力，會導(dǎo)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(yù)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(biāo)也表明其市場份額有了顯著增加。