微捷碼讓SoC硅片設(shè)計(jì)一次性完成

當(dāng)我開(kāi)始閱讀來(lái)自微捷碼設(shè)計(jì)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(shí)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(qiáng)調(diào)它只選擇解決設(shè)計(jì)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(gòu)概念到制造的整個(gè)流程的工具，不論其是數(shù)字IC、混合信號(hào)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能夠開(kāi)發(fā)可盈利產(chǎn)品，這與其它公司大多強(qiáng)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(jìng)爭(zhēng)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(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(yīng)用到片上系統(tǒng)（SoC）設(shè)計(jì)中去。

Silicon One解決方案

根據(jù)我自己的統(tǒng)計(jì)，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(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(jì)RTL-to-GDSII流程。Talus包括了綜合、優(yōu)化、布局、布線、時(shí)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(shí)序分析引擎。

FineSim同時(shí)實(shí)現(xiàn)了擁有SPICE精度和高性能模擬/混合信號(hào)SoC仿真。據(jù)John Cooley在DeepChip網(wǎng)站的報(bào)告顯示，F(xiàn)ineSim正在快速贏得市場(chǎng)份額。它使得設(shè)計(jì)師以一款單一引擎即可無(wú)縫地完成混合信號(hào)SoC設(shè)計(jì)的功能驗(yàn)證。除了讓設(shè)計(jì)師能夠擁有詳細(xì)寄生參數(shù)信息從事設(shè)計(jì)以外， FineSim還以少量簡(jiǎn)單控制語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)了對(duì)精度與性能間權(quán)衡的全面控制。

Titan混合信號(hào)設(shè)計(jì)平臺(tái)是一款可滿足模擬/混合信號(hào)設(shè)計(jì)師現(xiàn)在和未來(lái)需求的平臺(tái)。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(jì)成功（correct-by-design）電路圖驅(qū)動(dòng)版圖設(shè)計(jì)以及與微捷碼物理驗(yàn)證和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)工具的集成功能。通過(guò)全面內(nèi)嵌入Talus進(jìn)行數(shù)字設(shè)計(jì)，Titan將全定制模擬設(shè)計(jì)工具與數(shù)字流程完美集成，可實(shí)現(xiàn)高水平的混合信號(hào)芯片設(shè)計(jì)效率。

Tekton經(jīng)架構(gòu)為下一代時(shí)序分析平臺(tái)，可提供業(yè)界最精確、運(yùn)行時(shí)間優(yōu)勢(shì)顯著的靜態(tài)時(shí)序分析（STA）引擎。Tekton不僅為業(yè)界全面接受，同時(shí)還在贏得市場(chǎng)份額。Tekton作為下一代STA工具，提供了非常具有競(jìng)爭(zhēng)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(shí)提供一款內(nèi)置SPICE引擎，同時(shí)還可提供對(duì)串?dāng)_分析和高級(jí)片上變異（AOCV）的全面支持。

對(duì)于Tekton較傳統(tǒng)STA工具提供單CPU設(shè)備數(shù)量級(jí)級(jí)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(jì)團(tuán)隊(duì)能夠在很短的時(shí)間內(nèi)在單CPU設(shè)備上完成多情景超大型設(shè)計(jì)運(yùn)算。時(shí)序和提取引擎于多個(gè)CPU上近乎線性的性能提升讓Tekton能夠很好地?cái)U(kuò)展適應(yīng)未來(lái)數(shù)億、乃至更多門(mén)極電路的設(shè)計(jì)。

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(huì)自動(dòng)收集各類(lèi)數(shù)據(jù)到統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)中以便用戶快速訪問(wèn)；其開(kāi)放式架構(gòu)、強(qiáng)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(wèn)題根源變得十分簡(jiǎn)單，同時(shí)其自動(dòng)化報(bào)告、在線監(jiān)控和報(bào)警實(shí)現(xiàn)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(xiàng)的應(yīng)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(chǔ)。

微捷碼的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型仍是關(guān)鍵區(qū)別點(diǎn)

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(lái)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(cè)性用戶環(huán)境，同時(shí)還促進(jìn)了工具執(zhí)行速度和語(yǔ)義連貫性（這款名稱獨(dú)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(duì)其特定目的“生成”通用數(shù)據(jù)，同時(shí)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(shí)例來(lái)說(shuō)明統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型如何讓微捷碼工具有別于其它競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，我與微捷碼設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)仍不缺少具體標(biāo)準(zhǔn)。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)代工廠質(zhì)量檢驗(yàn)的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)構(gòu)建可以多CPU計(jì)算方式超快速運(yùn)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(wú)縫、快速且精確的標(biāo)準(zhǔn)單元、存儲(chǔ)器和模擬IP特征化提取；相同的SPICE引擎集成進(jìn)Tekton中，結(jié)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(duì)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(shí)現(xiàn)平臺(tái)中，可去除實(shí)現(xiàn)與流片間的時(shí)序關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤，縮短設(shè)計(jì)周期。不止如此，Quartz流片質(zhì)量物理驗(yàn)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(duì)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(yù)測(cè)性。最后，整個(gè) Talus平臺(tái)可應(yīng)用于Titan混合信號(hào)實(shí)現(xiàn)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(hào)設(shè)計(jì)的裝配、驗(yàn)證和完工修整。這是Silicon One解決方案獨(dú)一無(wú)二的價(jià)值體現(xiàn)，這種獨(dú)特的集成可幫助我們的客戶提高生產(chǎn)率和利潤(rùn)率。”

28納米及28納米以下SoC

微捷碼的解決方案可應(yīng)對(duì)SoC設(shè)計(jì)各方面問(wèn)題，如制造期間良率改善。目前最先進(jìn)的SoC設(shè)計(jì)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(hào)和存儲(chǔ)器等所有內(nèi)容。事實(shí)上，從架構(gòu)角度來(lái)看，每款SoC均可分為三大組成部分：處理核心、存儲(chǔ)器和兼有數(shù)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(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(gè)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(gè)都擁有多個(gè)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(shí)其功耗仍相當(dāng)于單核設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)低功耗多核元件的難度在不斷加大，一旦出現(xiàn)實(shí)施錯(cuò)誤就會(huì)造成巨大損失。

微捷碼的Talus和Tekton產(chǎn)品讓設(shè)計(jì)師能夠產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的數(shù)字邏輯，能夠通過(guò)精確的時(shí)序分析優(yōu)化執(zhí)行速度，同時(shí)還可提供低功耗解決方法。隨著計(jì)算、信息管理和通信實(shí)現(xiàn)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(chǔ)器

現(xiàn)代SoC設(shè)備需要大量?jī)?nèi)存來(lái)存儲(chǔ)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(jī)、攝像機(jī)、平板電腦、上網(wǎng)本和其它便捷式設(shè)備需求很大的存儲(chǔ)類(lèi)產(chǎn)品。這導(dǎo)致了成本和上市時(shí)間也成為了存儲(chǔ)器供應(yīng)商最具競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)之一。如何以最低成本提供高可靠性存儲(chǔ)器芯片（每個(gè)內(nèi)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(chǔ)器視為數(shù)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(shè)計(jì)的頗具競(jìng)爭(zhēng)力的存儲(chǔ)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(xiàn)和特征化提取平臺(tái)。采用這款解決方案，工程師能夠以更少時(shí)間設(shè)計(jì)出常規(guī)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器芯片。例如：最高層存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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(dòng)化，顯著節(jié)省生產(chǎn)力和成本。

專(zhuān)用邏輯

網(wǎng)絡(luò)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片和消費(fèi)類(lèi)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(shí)包括有模擬和數(shù)字電路，必須將二者作為一個(gè)系統(tǒng)，而不是作為由事先分開(kāi)設(shè)計(jì)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(fèi)的時(shí)間和成本近乎不切實(shí)際。微捷碼的解決方案讓項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能以更少時(shí)間、更少人力順暢完成這些設(shè)計(jì)的仿真；也就是說(shuō)，無(wú)需將設(shè)計(jì)分為多個(gè)小塊，然后再分層式進(jìn)行這些小塊設(shè)計(jì)。在沒(méi)有這項(xiàng)突破性技術(shù)之前，這種規(guī)模的設(shè)計(jì)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(jì)往往是不同設(shè)計(jì)師和不同設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)相互間高度缺乏可預(yù)測(cè)性。前端設(shè)計(jì)師如缺乏對(duì)后端物理設(shè)計(jì)的可預(yù)測(cè)能力，會(huì)導(dǎo)致大量次優(yōu)結(jié)果的耗時(shí)迭代。 事實(shí)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(jì)流程的關(guān)鍵所在。自從Tekton也經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)可支持超大型設(shè)計(jì)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(lèi)問(wèn)題發(fā)生——所見(jiàn)（前端）即所得（后端）。

總結(jié)

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(shí)僅專(zhuān)注于將邏輯和電路設(shè)計(jì)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(qiáng)調(diào)的是以具有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)特點(diǎn)和可制造性讓客戶獲得經(jīng)濟(jì)收益的重要性。微捷碼一直與臺(tái)積電（TSMC）、GlobalFoundries等全球領(lǐng)先的代工廠合作開(kāi)發(fā)并檢驗(yàn)有效的可預(yù)測(cè)性28和20納米工藝設(shè)計(jì)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(gè)季度保持正現(xiàn)金流外，所有指標(biāo)也表明其市場(chǎng)份額有了顯著增加。