Barcelona新模擬IP: 硅驗(yàn)證可綜合定制IP
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Barcelona公司成立于1999年，是可綜合全定制模擬電路的領(lǐng)先供應(yīng)商，憑借其強(qiáng)有力的設(shè)計(jì)技術(shù)提供獨(dú)特半導(dǎo)體模擬硅驗(yàn)證IP。Barcelona推出一種新模擬IP——硅驗(yàn)證可綜合定制IP，該方案能為半導(dǎo)體公司提供靈活、高效、可升級(jí)的定制IP塊，是近三十年來(lái)首次對(duì)模擬設(shè)計(jì)過(guò)程的極大改善。Barcelona新方案的構(gòu)成包括提供友好界面和設(shè)計(jì)方案的PradoTM綜合平臺(tái)，以及插入Prado平臺(tái)、可輸出特定類(lèi)型模擬電路的單功能或多功能半導(dǎo)體過(guò)程特定IP工具引擎。該工具可為設(shè)計(jì)者提供函數(shù)、布局和詳細(xì)過(guò)程模型，實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的合成定制模擬電路設(shè)計(jì)。MirTM是Barcelona首要的工具之一，可以產(chǎn)生時(shí)鐘合成和相同邏輯的同步，對(duì)實(shí)現(xiàn)電路的時(shí)鐘倍頻和分頻、減小抖動(dòng)以及抑制傾斜有重要作用。Prado平臺(tái)將基于方程的合成技術(shù)和簡(jiǎn)單用戶(hù)界面結(jié)合在一起，自動(dòng)完成設(shè)計(jì)步驟，可大大縮短開(kāi)發(fā)周期。完全定制IP 引擎(如Miró, Prado)，能求解數(shù)千個(gè)參數(shù)、電路約束和分布條件，從而合成最佳模擬電路，并生成包括轉(zhuǎn)化模型、數(shù)據(jù)表、網(wǎng)絡(luò)鏈表和GDII等必要文檔。
隨著對(duì)模擬電路需求的增加，而模擬設(shè)計(jì)人員數(shù)量和實(shí)際生產(chǎn)力的低下，是整個(gè)行業(yè)面臨的主要瓶頸。當(dāng)半導(dǎo)體公司紛紛爭(zhēng)奪其所需的模擬IP，對(duì)模擬電路需求的不斷增加，許多公司的作法是，購(gòu)買(mǎi)預(yù)先設(shè)計(jì)好的硬IP塊或設(shè)計(jì)定制IP塊。
硬模擬IP
有些半導(dǎo)體公司通過(guò)從其他廠(chǎng)商或知識(shí)產(chǎn)權(quán)公司購(gòu)買(mǎi)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)來(lái)獲得模擬電路。這些硬IP都提前被設(shè)計(jì)好了，適用于大多數(shù)的電路設(shè)計(jì)。這個(gè)選擇具有價(jià)格便宜、容易獲得、風(fēng)險(xiǎn)小、不需要自己的模擬專(zhuān)家等優(yōu)點(diǎn)。
然而，購(gòu)買(mǎi)硬IP存在一些問(wèn)題，不能滿(mǎn)足新的工業(yè)對(duì)模擬電路的需求。最明顯的，硬IP很少能滿(mǎn)足特定要求，且不能改造，迫使半導(dǎo)體公司采用折中的方案，往往降低了芯片性能。例如，一個(gè)公司可能需要一個(gè)200MHz的鎖相環(huán)路，但是只能找到300MHz的PLL，為了適應(yīng)300MHz，時(shí)鐘頻率需要增加，從而使芯片浪費(fèi)更多的功率，需要更昂貴的封裝。簡(jiǎn)言之，硬IP有靈活性差、芯片性能的次優(yōu)性、對(duì)模擬設(shè)計(jì)專(zhuān)家的依賴(lài)性強(qiáng)和開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。
定制IP
當(dāng)前，所有的模擬設(shè)計(jì)都遵守同樣的過(guò)程，一個(gè)近三十年來(lái)幾乎沒(méi)有改變的過(guò)程。這種傳統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)過(guò)程需要多次的反復(fù)來(lái)完成一個(gè)設(shè)計(jì)，而且，這種過(guò)程并不能產(chǎn)生最佳結(jié)果。設(shè)計(jì)者在確定了整體水平的需求后，便開(kāi)始了這一反復(fù)性的工作。根據(jù)需求，他選擇一個(gè)體系結(jié)構(gòu)或布局作為開(kāi)始點(diǎn)；然后，根據(jù)這一滿(mǎn)足特定需求的結(jié)構(gòu)體系或布局，選擇元器件的規(guī)模和價(jià)值。為了做到這些，設(shè)計(jì)者為電路建立一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型，然后用仿真工具(如Spice)測(cè)試每個(gè)設(shè)計(jì)的性能列表。要找到一個(gè)滿(mǎn)足要求的設(shè)計(jì)，往往需要反復(fù)地改變?cè)O(shè)計(jì)變量，任務(wù)非常困難。
為了加速此反復(fù)過(guò)程，設(shè)計(jì)者求助于計(jì)算機(jī)編程來(lái)確定設(shè)計(jì)變量。然而，由于問(wèn)題的大小和很長(zhǎng)的仿真時(shí)間與有些模擬模塊有關(guān)，這一方法在減少設(shè)計(jì)時(shí)間方面并不十分成功。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者構(gòu)建高質(zhì)量的解析模型，這使他們不僅獲得較好的初始設(shè)計(jì)，而且能夠洞悉規(guī)范如何折中，但這種專(zhuān)業(yè)技能來(lái)源于多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
定制IP實(shí)現(xiàn)了更接近用戶(hù)的指定需求，但仍存在一些缺點(diǎn)，如非最佳性、靈活性差、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。
可綜合定制IP：更完美的選擇
Barcelona新技術(shù)使半導(dǎo)體公司能夠生成針對(duì)特定應(yīng)用的優(yōu)化定制IP塊，具有可升級(jí)性、靈活、高效等特點(diǎn)，該方案是三十年來(lái)首次對(duì)模擬設(shè)計(jì)過(guò)程的極大改善。
Barcelona的方案平臺(tái)可以使設(shè)計(jì)者快速設(shè)計(jì)出符合要求的電路，其關(guān)鍵技術(shù)存在于方案之中，因此該方案使更多的設(shè)計(jì)人員和工程師受益。同時(shí)，也為半導(dǎo)體公司提供了一種可以滿(mǎn)足以下各種要求的模擬IP：
用戶(hù)化：Barcelona提供的定制電路可以滿(mǎn)足用戶(hù)的具體要求。
最優(yōu)化：Barcelona的幾何規(guī)劃使設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)可行性和達(dá)到最優(yōu)化。
靈活性：允許對(duì)從概念到tapeout的每個(gè)具體步驟進(jìn)行修改。
升級(jí)性：新的設(shè)計(jì)人員也能設(shè)計(jì)出極好的電路，允許利用多種芯片進(jìn)行升級(jí)。
可靠性：系統(tǒng)輸出驗(yàn)證后的硅設(shè)計(jì)(silicon-ready designs)。
快速性：使設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化，使設(shè)計(jì)者在幾個(gè)小時(shí)或幾天內(nèi)即可獲得可靠的電路設(shè)計(jì)。
具有以上特征的方案能為半導(dǎo)體公司的特定應(yīng)用提供更優(yōu)產(chǎn)品，而無(wú)需再折中設(shè)計(jì)從而降低性能。除此之外，還能解決公司高級(jí)和系統(tǒng)級(jí)工程設(shè)計(jì)人員緊缺的問(wèn)題。
Barcelona設(shè)計(jì)系統(tǒng)是如何把一個(gè)幾十年來(lái)一直需要花費(fèi)幾個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程變?yōu)橹恍鑾字苌踔翈滋爝^(guò)程的呢？看起來(lái)好像魔法，但它的一切其實(shí)都是數(shù)學(xué)問(wèn)題。Barcelona系統(tǒng)的引擎求解了一整套的方程，這些方程把性能特性和物理特性，比如晶體管尺寸、布局、聯(lián)接等聯(lián)系起來(lái)，考慮了一系列復(fù)雜的變量，包括所有的電壓和溫度條件、噪聲情況、阻抗變化、電路特性以及過(guò)程特性。整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵是：Barcelona的解決方案同時(shí)考慮到所有這些不同的特性，從而建立一個(gè)精確而可靠的電路。
傳統(tǒng)模擬電路設(shè)計(jì)過(guò)程的一個(gè)主要缺點(diǎn)是，設(shè)計(jì)者無(wú)法知道他們所設(shè)計(jì)的電路從應(yīng)用角度來(lái)講是否為最佳的，Barcelona的設(shè)計(jì)方案則可以很好地解決這一問(wèn)題。■
評(píng)論