被称电子设计的核心,EDA标准化现状如何?
随着集成电路规模和复杂性的增大,基于IP复用技术的设计方法成为弥补设计生产效率和芯片密度之间的差距以及快速进入市场最有效的方法。调查显示,1995年掩模和设计的成本只占据整体的13%,而现在这个比例已升高到62%以上,IP在提高设计速度,降低成本中发挥着越来越重要的作用。"至2010年,IP的使用率将超过90%,基于IP的设计策略日益重要"。Synopsys的CTORaulCamposano博士表示,"而同时存在的问题是如何解决IP多样性,这就需要建立标准的平台和开放式的数据库"。作为解决措施之一,业界正寻求通过建立IP标准化协会来克服这一棘手的问题。部分公司开始和代工厂合作提供更详细的IP信息,或与EDA公司合作提供经过验证的IP,尽管如此,IP的标准化仍然是个很大的问题。在IP核的使用过程中,来自不同厂商的IP集成于同一个芯片中时,会带来很多整合的问题,集成的效果难以达到理想状态。
IP可用性、可复用性、质量评估、建库及IP交易需要统一的标准来支持。国际上关于IP设计、可用性、可复用性及质量评估及其标准化等从20世纪90年代后期开始,交易市场也初步形成。目前,在世界半导体产业的主要国家和地区,都相继建立了IP/SoC设计、交易、管理的组织和机构,包括VSIA(美国),VCX(英国),D&R(法国),IPTC(日本),SIPCA(韩国),RAPID,台湾SoC推动联盟等。这些组织积极进行IP标准化工作,促进了IP产业的发展。IP/SoC的标准主要由VSIA(Virtual Socket Interface Alliance,虚拟插座接口联盟)制定,目前VSIA已经发布的IP核复用的各种文件中,包括8个规范、5个标准、4个分类法文件、一个质量度量电子表格软件以及其他几个文件,主要是IP核的复用设计标准、交付使用标准。
虽然IP核标准化取得了一定进展,但IP核的设计及使用仍不尽人意,从标准化的角度来讲,迫切需要解决IP核标准的适应性和可接受性问题。首先,因为IP核标准独立于具体器件、具体公司、具体工具、具体工艺,所以一方面标准的一些属性过于细致,使设计者很难确定合适的值,但另一方面又有一些属性不完备,不能很好地说明器件的特性。其次,目前多数IP核标准仍在试行阶段,标准的推广和用户的认可程度不尽人意。各个设计公司,尤其是大型的成熟公司都有自己的内部标准,行业组织推出的标准很难在这些公司内部推广。再次,目前在设计领域充斥着各种概念和术语,设计人员之间、以及公司之间使用的术语往往不一致,但这些术语的统计、确认以及让设计人员接受和认可这些标准仍需要时间。最后,目前专门用于IP设计的工具仍是空白,大多数设计工具对IP核的设计、IP库的管理和使用无能为力,IP的设计、管理和使用方面的标准化有待发展。
随着超大规模集成电路和系统芯片设计的发展,EDA工具制造商正在尽力提高逻辑抽象的层次,EDA也向更高级的描述语言和全集成的验证环境、以及如何将模拟功能集成到数字电路中、分层次设计方法和增量处理等方向发展。EDA设计、测试、封装等多个环节密不可分,EDA标准化范畴很大,本文只粗浅地介绍了其中的部分内容。
EDA标准化已经取得了很大进展,但相关标准和亟待发展的标准依然很多,迫切需要EDA行业广泛参与并达成一致,代工厂、工具供应商和芯片设计师加强彼此联系与协作。EDA产业的发展也产生了新的标准化问题,如代工工艺设计流程套件(PDKs)的标准化等。
DFM(可制造性设计)已经出现动向。EDA标准化团体美国Si2(Silicon Integrated Initiative)和半导体制造设备业界团体SEMI(Semiconductor Equipmentand Materials Institute,导体设备暨材料协会)已经展开合作,开始建立"Designto Manu facturing Coalition(设计与制造的统一)"的DFM应用标准化平台,SEMI的数据模型"Universal Data Model(UDM,通用数据模型)"和Open Access正逐渐成为事实标准。Si2制定的"LEF(Library Exchange Format),DEF(Design Exchange Format)"也在成为更加完善的工业技术标准。此外,Si2也正致力于IP有关的标准化工作。
无论是EDA的使用还是EDA工具本身,我国与先进国家相比都有很大差距。EDA标准化工作在我国刚刚起步,我国有庞大的市场需求和高的增长速度,同时还有后发优势,这是我国EDA发展的楔机。在EDA标准化方面,目前主要应采用国际和国外先进标准,一方面引进和转化适用的标准,更重要的是加强转化后标准的宣传和推广,通过标准化工作促进我国EDA及集成电路产业的发展。
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