EDA產(chǎn)業(yè)迎來新變革 大型SoC設(shè)計(jì)遇挑戰(zhàn)

隨著新一代4G智能手機(jī)與連網(wǎng)裝置邁向多核心設(shè)計(jì)，系統(tǒng)單芯片(System-on-Chip;SoC)憑藉著晶圓廠新一代制程的加持，提供更寬廣的設(shè)計(jì)空間，讓設(shè)計(jì)工程團(tuán)隊(duì)可在芯片中，根據(jù)不同的產(chǎn)品需求，將不同的數(shù)位/類比電路等多樣模組的硅智財(cái)(Silicon Intellectual Property;IP)整合于單一個(gè)芯片上，使其具備更復(fù)雜與更完整系統(tǒng)功能。

SoC已經(jīng)一躍成為芯片設(shè)計(jì)業(yè)界的主流趨勢(shì)，而產(chǎn)品價(jià)值與競(jìng)爭(zhēng)力則完全取決于復(fù)雜度、設(shè)計(jì)的可再用性，以及制程的良率。

今天IC設(shè)計(jì)工程團(tuán)隊(duì)參與新的SoC專案設(shè)計(jì)，已經(jīng)鮮少?gòu)牧汩_始，多半從不同的已驗(yàn)證過的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)(Legacy design)模組與各式IP方塊組合而來，尤其考量一個(gè)新型SoC芯片的設(shè)計(jì)時(shí)程，在產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力之下，工程設(shè)計(jì)的時(shí)間被大幅度壓縮。當(dāng)IC設(shè)計(jì)工程師開始緊鑼密鼓與時(shí)間賽跑之際，EDA工具也被要求與時(shí)俱進(jìn)，既有的傳統(tǒng)IC設(shè)計(jì)工具，也蘊(yùn)釀新一波的變革。

安傳達(dá)(Atrenta)公司創(chuàng)辦人暨執(zhí)行長(zhǎng)Ajoy Bose博士，特別針對(duì)目前大型SoC設(shè)計(jì)所面對(duì)的挑戰(zhàn)，以及Atrenta的EDA前段設(shè)計(jì)軟體工具，如何能夠協(xié)助客戶解決的問題與帶來的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，接受相關(guān)的訪問。

Atrenta憑藉RTL設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)軟體工具商。創(chuàng)辦人Bose博士從1970年代在德州大學(xué)奧斯丁分校開始，就一直傾心于EDA技術(shù)的研究與發(fā)展，他隨后進(jìn)入ATT貝爾實(shí)驗(yàn)室(ATT Bell Labs)任職，開發(fā)最早期的EDA工具，隨后幾年因?yàn)椴煌珽DA公司間的購(gòu)并，而加入Cadence等主要EDA大廠工作，完成了EDA工程師的歷練與成長(zhǎng)，可以說一輩子都在EDA的技術(shù)領(lǐng)域與產(chǎn)業(yè)之中。

當(dāng)初創(chuàng)辦Atrenta時(shí)是全為一個(gè)特別的產(chǎn)品創(chuàng)意而來，在2001年時(shí)，承接Intel的特殊委任專案，透過檢查RTL的設(shè)計(jì)來幫助IC設(shè)計(jì)工程師，能夠在設(shè)計(jì)前期就發(fā)現(xiàn)與解決問題，對(duì)公司而言，可以滿足縮短晶片設(shè)計(jì)與上市時(shí)間的需求，而且此時(shí)解決問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(yīng)運(yùn)而生。目的著眼于如何更有效率的幫助IC設(shè)計(jì)廠商面對(duì)全新的變局與挑戰(zhàn)，尤其是期待能夠在其它前3大EDA巨擘所主導(dǎo)的競(jìng)爭(zhēng)游戲中，開創(chuàng)屬于Atrenta的新局。目前全球有超過250家公司和上千名設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工程師，依賴Atrenta的產(chǎn)品來減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，降低成本，并且提高驗(yàn)證效率。

SpyGlass、GenSys和BugScope開啟EDA工具新面貌

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

當(dāng)復(fù)雜度的規(guī)模超過以往，晶圓廠制程紛紛朝向16、14奈米邁進(jìn)時(shí)，加上SoC的設(shè)計(jì)大量導(dǎo)入IP，即便這些IP單獨(dú)模組都是經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)所需面臨的一個(gè)重要課題，對(duì)于EDA工具業(yè)者而言，亦產(chǎn)生全新的沖擊與挑戰(zhàn)。

面對(duì)迥異于以往的工程挑戰(zhàn)與考量，EDA工具所扮演的角色，必需要能更積極幫助工程團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)前期就發(fā)現(xiàn)與解決問題。針對(duì)SoC設(shè)計(jì)的復(fù)雜度扶搖直上，Atrenta推出一系列的解決方案，以增加IC設(shè)計(jì)的效益。例如使用SpyGlass系列產(chǎn)品為RTL做靜態(tài)驗(yàn)證及Formal查核，再輔以 GenSys的自動(dòng)重組RTL來做IP組合，以及BugScope的動(dòng)態(tài)模擬驗(yàn)證的工具，提高驗(yàn)證的覆蓋率，以面對(duì)嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。

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

當(dāng)SoC變得越來越大，不同的功能不斷的整合在一顆SoC上，無可避免的是各個(gè)功能模組間的連結(jié)與驗(yàn)證，因此Atrenta開發(fā)一系列的 SpyGlass工具套件，在設(shè)計(jì)前期就發(fā)現(xiàn)與解決問題，其解決方案涵蓋了LINT(語(yǔ)法檢查)、DFT(設(shè)計(jì)的可測(cè)性)、CDC(跨時(shí)脈域串?dāng)_)、 SDC Constraint驗(yàn)證、 Power(功耗)預(yù)估、優(yōu)化、驗(yàn)證與設(shè)計(jì)簽結(jié)等，確保精確性和功能完整的RTL檢驗(yàn)，以及IP的驗(yàn)證，并增強(qiáng)其SoC設(shè)計(jì)和驗(yàn)證流程。

設(shè)計(jì)工程師在RTL階段，就能夠發(fā)現(xiàn)并鎖定潛在設(shè)計(jì)問題而加以修正，使后段設(shè)計(jì)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，累積了多年的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品線相對(duì)的多元與豐富，目前貢獻(xiàn)8成的營(yíng)收，以按區(qū)域別來看，亞太區(qū)包含日本在近一兩年快速的擴(kuò)張中，已經(jīng)擴(kuò)增到的40%以上的收入來源。

BugScope則是較晚加入Atrenta的產(chǎn)品組合。這產(chǎn)品是Atrenta在幾年前透過購(gòu)并所開創(chuàng)的一個(gè)新產(chǎn)品線，產(chǎn)品雖然新但市場(chǎng)潛力相當(dāng)大，其不同于SpyGlass用靜態(tài)檢測(cè)的方式，是以動(dòng)態(tài)的模擬訊號(hào)來測(cè)試與驗(yàn)證不同的SoC功能，是一個(gè)非常好的互補(bǔ)，讓使用者對(duì)各種不同的組態(tài)與條件，都可以有完整的驗(yàn)證與考量。

跨國(guó)IC設(shè)計(jì)公司利用EDA工具整合不同設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)

Atrenta幾個(gè)月前發(fā)布已贏得臺(tái)灣具有指標(biāo)性的客戶MediaTek(聯(lián)發(fā)科技)采用Atrenta產(chǎn)品，再次說明了SpyGlass工具的價(jià)值，并肯定了Atrenta的實(shí)力。目前Atrenta的全球客戶已經(jīng)超過250家，其中包括大多數(shù)頂尖的IC設(shè)計(jì)及知名的消費(fèi)產(chǎn)品跨國(guó)企業(yè)。

就Bose博士的觀察，今天的跨國(guó)IC設(shè)計(jì)企業(yè)，由于人才高度的國(guó)際化，加上大型SoC設(shè)計(jì)專案的趨勢(shì)，面對(duì)此一高復(fù)雜度的技術(shù)挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)間使用的EDA工具，以及設(shè)計(jì)規(guī)范的一致性就很重要。SpyGlass成為提供分析工具和設(shè)計(jì)規(guī)范的檢驗(yàn)工具，核心設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可采用這一系列的工具與其他遠(yuǎn)端設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行評(píng)估和交流。

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

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

在過去60年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，EDA工具的開發(fā)也已有50年的歷史。從最早期1980年代的CAE工具;后來1990年代著重于提供 Design Flow;接下來的EDA工具逐漸分家為Front-End及Back-End發(fā)展;2000年之后則側(cè)重于可制造性的解決。