为什么需要像数字设计一样的模拟流程?

2008-02-28 15:15:45来源: 电子工程专辑

  模拟-混合信号设计师现在需要“一次就做对”的设计方法。为何这个早有耳闻的呼声这次变得这么迫切且真实呢?毕竟我们以前就听过EDA产业专家和用户提出过这些要求。

  在过去18个月中,便携式(和更智能的)手机、GPS系统和多媒体设备呈爆炸式增长,给电子器件供应商带来了难以置信的发展潜力。但随着市场机会的增加,同样也给他们带来了更大的压力,这些压力表现在要比以前更快的提供高性能、低功率和可靠解决方案,同时设计尺寸却越来越小。

  这种新的模拟-混合信号设计面临的挑战包括越来越短的开发周期,越来越高的价格压力,更小尺寸的代工工艺(可以大批量生产更低成本的芯片),急剧增大的前端开发成本,以及对“一次就做对”设计方法的迫切需要。

  正因为如此,半导体公司被迫在单芯片上集成更多的技术,导致差错率出现的可能性比以前更高。为了证明对更小尺寸工艺投资的正确性,人们最关心的是获得可制造性产品、创建每个晶圆可生产出足够多合格器件的设计所面临的多次流片风险。

  基于上述原因,半导体公司正面临着开发模拟/混合信号“一次就做对”方法的挑战。模拟设计对温度、噪声和工艺等变化特别敏感,其敏感性比数字设计要强得多。必须针对这些变化全面验证这些模拟设计,然后经过模块级表征后在SoC环境中加以分析。

  目前,开发测试平台、表征设计并将设计发放到代工厂的工作是由设计团队负责的。在大多数情况下,设计师各自设计不同的模块,并决定执行哪些分析、测试哪些参数以及何时宣布设计可以被集成。设计团队共享很少的IP。由于在模拟设计流程中没有用于检查各个阶段一致性的标准流程,因此几乎没有设计IP可以被复用。

  模拟设计师决定应该遵循哪些参数,但在流片前的最后几天内,他们没有时间重新运行所有的分析。因此,只能由工程师决定应运行哪些测试子集。

  从设计师的观点看,执行这些任务的工具几乎没有变化。在非常特殊的情况下,新的SPICE仿真器的执行速度可能比传统工具快3倍、5倍甚至10倍。不过一般来说,它们在使用上有一定的针对性,总的仿真时间并没有显著的缩短。总之,能让设计师显著提高效率的新工具目前还没有普及。

  那么新的模拟设计流程应该是什么样的呢?

  一个统一的模拟/混合信号设计方法该如何帮助当前的模拟设计师呢?首先也是最重要的是,他们需要一个基于图形用户接口的模拟/混合信号设计验证流程。在某些情况下,许多公司亲自开发这些验证流程,他们通过编译标准脚本对流片前的设计进行彻底测试。但是,由于他们依据的是现有的测试平台技术和仿真技术,他们注定要失败,因为这样做将导致无法克服的流片进度延迟。

  也许最重要的是,这种统一的模拟方法必须利用高级工程师的经验,才能创建出能被任何设计这些模块的人使用的有效和高效的测试套件,也就是说,要掌握公司的现有模拟专业知识,以便在结构化的、且更正式的方法中得到复用。这种新的统一模拟技术必须认识到,在设计模式中各种极端变化情况需要在最高效的仿真器上运行,自动将不同的分析类型应用于适当的引擎,并深刻理解在流片前的最后几天中、必须在发放到代工厂前运行的分析子集。实质上,目前是由个别设计师控制着这个一致性步骤。今后我们需要用工具来监视和确保这一任务的完成。

  模拟设计师可从中受益,因为这种方法能通过产生更多复杂的激励信号,增加每次仿真的价值,从而以提高仿真器的效率,同时减少对设计任何部分变化进行测试所要求的实际仿真次数。如果新的模拟方法采用图形用户界面,模拟设计师就可以分析和浏览复杂的设计与行为问题。

  当然,这种模拟设计方法必须包含数据管理和管理监督/审查功能。特别是这种统一模拟方法应有组织地管理所有数据,能够产生支持所有设计测试环境特征和结果的文档,并允许工程管理者针对他们的设计来独立地决定正确的仿真器、波形浏览器和代工工艺。这种方法应采用强大的调试环境对测试平台进行全面的资格认证,并在推出待测设备(DUT)(包括标准实验室测试设备的接口)之前进行分析。标准实验室测试设备可以用来分析硅片行为,并将仿真结果关联到实际探测数据,同时利用这些信息来改进标准的一致性测试套件。项目设计经理需要一种机制,以便通过观察分析运行状态和成功/失败的结果来观察所有设计的进程。同样这些项目设计经理还希望能采用一种设计复用的方法,通过快速修改现有规范并运行指定的测试集来验证准备复用的现有设计的适用性。

关键字:成本  器件  多媒体  前端  工艺  噪声  验证

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/eda/200802/article_18077.html
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