混合信號設(shè)計需要更優(yōu)化的系統(tǒng)

低功耗是集成電路設(shè)計的一個熱點，目前在超大型超復(fù)雜的設(shè)計過程中，實現(xiàn)可靠的電源網(wǎng)絡(luò)和最小的功率消耗已經(jīng)成為設(shè)計團(tuán)隊面臨的主要挑戰(zhàn)。實現(xiàn)最優(yōu)化的低功耗設(shè)計需要在設(shè)計流程的不同階段權(quán)衡，成功的功率設(shè)計要求工程師準(zhǔn)確高效地進(jìn)行權(quán)衡。為了能夠達(dá)到這一目的，設(shè)計師需要被授權(quán)使用正確的低功耗分析和最優(yōu)化引擎，這些功能要求被集成在整個RTL到GDSII的流程中，而且要貫穿全部流程。

在設(shè)計流程中，所有的功率工具都相互完全集成在一起，同時與其他的分析和實施引擎整合在一起以實現(xiàn)多目標(biāo)并行優(yōu)化。如果由于缺乏一個整合的設(shè)計環(huán)境而無法解決這些相互關(guān)系中的任一環(huán)節(jié)，那么就會在激烈市場競爭中被競爭對手的低功耗設(shè)計擊敗。

當(dāng)前，模擬設(shè)計流程及其團(tuán)隊與數(shù)字工作是完全隔離的。模擬集成電路很大程度上仍然是全部定制，而且需要艱辛的手工草圖繪制。在傳統(tǒng)的混合信號設(shè)計流程中，芯片完工修整需要手工干預(yù)，是相當(dāng)耗時的一項工作，這對混合信號設(shè)計來說是一個非常大的挑戰(zhàn)。

在一個真正的混合信號環(huán)境中，所有的模擬/數(shù)字設(shè)計以及驗證引擎應(yīng)該采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。為了滿足當(dāng)前高端混合信號設(shè)計的要求，這種解決方案很明顯必須具備極高的容量和性能，例如在1分鐘甚至更短時間內(nèi)加載整個數(shù)據(jù)庫、在數(shù)秒內(nèi)完成全部模擬和數(shù)字層的刷新等。在全芯片層，設(shè)計環(huán)境必須在芯片完成階段支持自動全局布線；此外，系統(tǒng)還必須支持全芯片混合信號提取和仿真。

針對65nm以及45nm的集成電路設(shè)計，其設(shè)計規(guī)模極其龐大，動輒上千萬門以及成百上千個IP宏模塊。就物理設(shè)計而言，大多采用層次化物理設(shè)計流程，經(jīng)常需要重新延長物理實施中的絕大部分任務(wù)，它們都耗時數(shù)周，而且重新延長整個設(shè)計并不是什么稀罕的事，事實上是經(jīng)常發(fā)生的，包括從頭開始創(chuàng)建一個全新的布局規(guī)劃圖。

工藝過程的可變性、光刻技術(shù)、制造和良率問題是65nm以及45nm的設(shè)計復(fù)雜性另一方面的表現(xiàn)。工藝過程一系列化學(xué)機械研磨步驟引起整個晶圓表面以及晶粒表面厚度的變化，光刻效果成為影響制造可變性的最大貢獻(xiàn)因素。所有這些影響的結(jié)果都會導(dǎo)致時序、噪音、功率損耗以及良品率的偏差。