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突破十亿逻辑门设计的障碍

时间:12-04 来源:互联网 点击:

随着电子产业进入深亚微米工艺节点,集成电路设计的成本大幅增加,确保一次性流片成功已成为芯片设计者的基本要求和重要目标。与此同时,IC设计技术和工艺技术间的信息交换变得非常关键,传统的设计方法已不能满足设计需求。为保证芯片良率,包括IC设计公司、代工厂、IP/EDA工具供应商在内的产业链各环节需要密切合作,缩短研发周期并降低成本。日前,《电子工程专辑》就相关热点话题对Mentor Graphics公司董事会主席兼CEO Wally Rhines进行了独家专访。

今年Mentor Graphics设计技术论坛的主题是"突破十亿逻辑门设计的障碍—克服SoC设计的复杂度",您同时还发表了题为"围绕设计的组织"的演讲。为什么会想到这个主题?

传统的设计模式是软硬件协同开发,这种情况在上世纪90年代非常普遍。那时的策略是集成系统设计,即软硬件实施同时进行,之后再进行系统验证,以缩短设计周期。但随着企业的发展,会有越来越多的设计团队,例如数字、模拟、软件、系统、机械和制造等设计领域(discipline)都在使用各自的语言,如System Verilog、SPICE、C++、UML/MATLAB、IGES和GDS II等。此外,它们还有各自的文化、视角和规范。正是组织内部这种各行其是的做法阻碍了设计的成功。

例如,在硬件设计和软件开发中,经常会听到来自公司内部的各种解释和抱怨:"硬件优化是为了更快上市,降低成本和功耗"、"之后他们可以改变软件"、"软/硬件的集成是瓶颈"、"硬件规范和存根模型出现了什么问题"、"硬件设计总是滞后,而且总在最后一分钟还在不断更改"等。 同样,在模拟和数字设计、设计与制造、系统公司里的机械和电气设计之间,也常会出现类似的不和谐声音。因此,有必要找到一种跨专业的方法来优化组织结构。

随着设计复杂程度的提升以及工艺向40/28nm迁移,设计中出现的各种挑战对EDA和IP工具的应用提出了全新要求。Mentor Graphics是如何看待由此给EDA产业带来的机遇与挑战?

有挑战就会有机会。在过去的十年中,Mentor Graphics看到了以下几方面挑战带来的企业成长机会,包括ESL(电子系统级)高层次设计的早期验证和分析、功耗分析与优化、功能验证、DFM/DFT、半导体制造工艺(FinFET、Double Pattern和3D-IC)带来的良率下降,图形失真等等。这些挑战在日益压缩的设计周期下变得更加难以处理,加上设计失败在经济和时间上带来的不可能接受的成本,EDA工具和IP工具应用将会成为保证流片成功的最后一道屏障。

因此,EDA工具将会不再是一个简单的工具,EDA公司也不再是一个简单的工具提供商,而是一个服务商,需要和客户就项目的实际需求,在共性的平台以外提供定制化的服务,从而使双方的效能达到最大化,实现共赢。这是一个系统工程,需要从设计的最初期一直到板级综合考虑。

  

当多的半导体企业目前仍然面临着成本和产品面市时间的双重压力。作为EDA公司,Mentor Graphics是如何帮助他们建立竞争优势的? 

Mentor Graphics针对使用先进工艺制程,高集成度的超大型SoC,提供了创新且独到的解决方案。例如针对40/28nm良率问题的DFM处理方法,以及系统级设计及软硬件协同验证的ESL平台,都能够帮助客户降低设计风险,并大幅度缩短产品从设计到量产的时间。另外,硬件仿真也是最近的一个热门话题,由于设计的复杂度以及晶体管数量的不断增加,软件仿真已经不能满足验证的需求,硬件仿真将成为未来设计验证的主流。

无论客户的目标工艺节点是什么,电路的可靠性检测都是一个日渐增长的问题,它对自动操作的要求比过去更为复杂。这对于每一个连续节点上的良率和工艺长期可靠性的影响不断加大,因此设计者应规划把先进的可靠性检查,完整并永久地包含到设计流程中。为此,Mentor Graphics专门针对防静电(ESD)保护设计,提出了Calibre PERC电路可靠性验证解决方案。它不仅能检测设计漏洞,还能提供一个包含电路连接、布局结构、物理布局和设计规则的全方位调试电路可靠性的环境,这在目前没有其他任何工具能做到。

业界物理验证的实际工业标准Calibre和DFT是Mentor最具优势的产品。通过CellAwareDFT测试后,标准库单元的失效率大幅降低。在一些初期的测试中,不良率可以从600~700ppm,降低到几十ppm。这对于高级产品设计非常重要,一方面可以降低系统级测试的成本,另一方面可以使产品单价提高很多。 

3D IC是目前讨论的热点话题,您认为3D IC是时候进入黄金发展期了吗?

  

3D IC技术之所以在业界引起巨大的轰动效应,并使设计师对它

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