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

　　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)(SiliconIntellectualProperty;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_(kāi)始，多半從不同的已驗(yàn)證過(guò)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)(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(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(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(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)AjoyBose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(wèn)題與帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，接受相關(guān)的訪問(wèn)。

　　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(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(yàn)室(AT&TBellLabs)任職，開(kāi)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(shuō)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(lái)，在2001年時(shí)，承接Intel的特殊委任專案，透過(guò)檢查RTL的設(shè)計(jì)來(lái)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(wèn)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(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(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(kāi)創(chuàng)屬于Atrenta的新局。目前全球有超過(guò)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(lái)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(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(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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(lái)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(lái)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(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(jié)與驗(yàn)證，因此Atrenta開(kāi)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(wèn)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)_)、SDCConstraint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(wèn)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(lái)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(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(gòu)并所開(kāi)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(lái)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(shuō)明了SpyGlass工具的價(jià)值，并肯定了Atrenta的實(shí)力。目前Atrenta的全球客戶已經(jīng)超過(guò)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(guò)去60年的半導(dǎo)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(cè)重于可制造性的解決。

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

　　目前平臺(tái)為主的EDA工具已經(jīng)成為前3大EDA大廠的關(guān)注焦點(diǎn)，Atrenta的技術(shù)團(tuán)隊(duì)也與前3大EDA大廠有緊密的合作，這種良好的競(jìng)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(duì)于臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)大廠的觀察，雖然臺(tái)灣目前在半導(dǎo)體制造上的成就，廣受產(chǎn)業(yè)界好評(píng)，已經(jīng)是世界首屈一指的IC制造生態(tài)環(huán)境，但是IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，相較之下顯得比較保守。

　　目前少數(shù)幾家有前瞻眼光與市場(chǎng)價(jià)值的臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)大廠，開(kāi)始在世界IC設(shè)計(jì)的舞臺(tái)上嶄露頭角。尤其是眾多臺(tái)灣的年輕而且優(yōu)秀工程師，所展現(xiàn)出來(lái)的活力與進(jìn)步，的確讓人印象深刻，臺(tái)灣的IC設(shè)計(jì)的社群正日漸茁壯。以Atrenta一直和重要的客戶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(shì)，這會(huì)很有助于蓬勃發(fā)展的臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)者，Atrenta希望與臺(tái)灣的IC設(shè)計(jì)業(yè)界一起成長(zhǎng)與茁壯，共創(chuàng)雙贏的契機(jī)。