抽象:必要但邪恶

抽象允许描述方面的设计可执行形式更早的流。但一些抽象分解,和越来越多的低级信息将上游为了提供估计是足够接近现实所以明智的决定。

抽象设计的价值不能被夸大。高水平的抽象使分析,包括功能验证、性能评估、和权力分析,它们使早期开发和集成的软件。最新的抽象来自SystemC等使用事务级建模和语言。执行时间通常是数量级的速度比RTL模拟,并显著比模拟更快、更便宜。缺乏详细的模型是什么,最重要的是,不重要。

投入的角度来看,没有抽象的电子行业仍将推动周围的多边形和设计规模将是有限的,只有几千晶体管。这使得数字设计摩尔定律。没有它,数字设计和模拟电路设计,在设计中还小,需要专家来设计。

与物理合成分解开始爬,它已经从那时起。今天,性能和权力大大影响体系结构权衡,不能准确地估计没有实现细节,往往会一直到物理设计的选择。

这个行业总是需要back-annotate数据,根据布莱恩·鲍耶,工程主管Calypto。“细胞自由文件本质上是基于数据的back-annotation低级测量和香料模拟。邪恶的部分是当back-annotation不是广义,和每个设计需求信息本身在流。即使我们推广我们今天使用back-annotation流,新类型的数据需要在未来。我希望这个问题将留在这里。”

全球营销副总裁阿米特南达Silvaco,表示赞同:“抽象总是必须校准的实际性能。在抽象并不是一个新的或暂时的现象。只是会有更多优惠的情况下不能忽视sub-10nm过程节点。”

南达解释说,精度必须有选择性地使用,而有最大的影响就是校准更为重要。“诀窍是牺牲准确性进行功能检查,并得到非常准确的最重要,如功率估计。”

到现在,仍然没有人写了抽象。

“我们没有选择当谈到看软件运行的真实场景,”克里希纳Balachandran说,产品管理总监节奏。”但这并不提供一个准确的照片的实现,这也很重要。预先考虑一些影响是很重要的,所以它不能是一个非此即彼的,你都得做。抽象级别是必要的为了能够运行软件和执行一个系统,你必须提出尽可能多的得到尽可能多的准确性。”

应用这些模型必须定义良好的,。“我们已经定义了一个抽象层使用TLM 2松散时间模型,控制软件开发,”汤姆DeSchutter指出产品营销高级经理Synopsys对此。“大多数为这些行业提供模型和客户变得越来越有信心创建自己的模型知识产权。创建这些虚拟原型对软件开发工作。”

但这些模型可能不是正确的其他任务。“建筑探索等任务,权力和性能分析,你开始需要更多的信息,“继续DeSchutter。“假设你可以为多个任务重用相同的模型是不可能的。有一组专用的抽象层次和信息为一个特定的任务。上市时间将导致每个人左移位,这是关于抽象级别的混乱破坏的原因。人们尝试新事物,看到他们不能使用相同的模型和相同的信息在过去。”

Balachandran同意,说:“能力评估是一个很好的例子,抽象和细节都是需要的。你必须真实系统运行场景和时钟树和信息实现将怎么处理缓冲区的大小在地点和路线。所有的信息需要预先估计带来的力量。如果这些事情之一是缺失的,那么你将会非常不准确的。”

所以创建电源模型怎么样?“权力,就像很多非母语英语课程技术,从未离地面由于缺乏模型,”说,首席技术官超音速。“这并不是说实力建模是很困难的。那就是抽象的权力不是现成的。没有简单的方法来提取数据从一个芯片之前变成一个抽象的模型在接下来的设计力量。耦合与权力没有一流的设计考虑意味着那些试图开发方法和工具,在很大程度上失败了。”

问题仍然存在精度实际需要的数量。“你不能做绝对的权力使用事务级模型优化,“DeSchutter说。“但客户已经成功完成相对力量优化使用这些模型。你必须使用正确的上下文和观察能力/性能权衡早期流的概念有一个水平的定义不准确,这种趋势似乎是相当准确的。如果权力减少事务级别,那么你可以期待一个类似的减少相对在最后的筹码。”

这个行业是相当统一的虚拟原型的必要性。“你怎么得到反馈的建筑师足够早,他们可以改变设计吗?”Wingard问道。“你怎么能传输数据到建筑设计过程?当设计是最固定的流体和最少的方面。建筑师的能力提高是最高的。”

有必要的模型只是一个方法。这些模型需要锻炼,需要一个不同的模型。

一个新的流出现
一个技术经常谈论在考虑软件验证,性能分析和优化用例或场景。的Accellera便携式刺激工作小组一直致力于标准化的方式描述,但这只是第一步定义一个方法。

考虑到虚拟样机。“这是一个真正的方法试图找到问题之前,但它不是,它提供了一个自动反馈回路,将帮助设计师设计任务,“DeSchutter说。“它提供了一个结构模拟、分析和优化。最后,由架构师发现重要的场景,应该专注于找到最坏情况下的条件。”

但性能优化只是一个任务。“性能通常从一组最糟糕的情况,不是典型的用例,“Wingard指出。“权力是平均跨一组用例。与性能,我不需要优化模式,只有在最佳性能模式。”

这是洞的方法开始变得明显。“如果你不知道的场景,那么你将不会发现最糟糕的情况下,“Balachandran说。“没有魔力。没有工具可以帮助您找到最大功率的场景将消耗。来自用户的输入。设计芯片或系统的人必须意识到这一点。这是在系统设计师的肩膀上。”

即使最糟糕的情况是发现,这可能不是最理想的输入设置。”需要一些经验和建筑师需要了解什么样的交通概况和什么样的场景将在最终产品上运行,“DeSchutter解释道。“你必须看看它的软件,但它越来越难找到关键的用例。一个关键抽象软件是因为软件很难隔离瓶颈。作为一个建筑师需要关注具体的交通模式,在最糟糕的情况下。通过专注于最坏的情况下,捕捉这些场景和单独控制它们,您可以创建一个理想的环境,看看如何影响功率和性能。虽然你可能不优化,确保设计可以处理它。”

所以一个完整的方法需要合适的抽象硬件模型,输入场景和软件。

在块级验证,该行业制定和推广伪随机测试模式生成是因为觉得它太难以想出正确的测试用例。自动创建测试使洞被填满和tape-out之前更多的bug被发现。然而,当涉及到性能和功率,系统设计师仍在钩子上。没有什么能帮助他们找到最坏的权力,或能量,将采取一定的任务,或任何部分的设计的最高温度将达到。

变化使得事情变得更糟
行业一样喜欢专注于新的方法论方面,其他变化加剧这一问题。

“设计师们都非常擅长重复他们所做的在过去的芯片,但可能没有意识到技术变革的影响才休息,“射手说。“我听说过一些finFET设计运行温度比预期因为设计师不占的变化动态功耗。但finFET功耗是可以预测的,这些类型的问题至少尽可能多的关于工程文化流动的工具。”

部分挑战是,这些是历史与小硅新技术。前“启发式基于硅历史为萎缩的平面设备帮助减少迁移到新节点的恐惧,“南达说。“一个全新的3 d设备结构更加不确定MEOL寄生,没有历史数据做出了可怕的问题。大规模的设备,例如静态存储器,推动收益率目标细胞7个西格玛水平sub-16nm节点。所以这个问题变得更糟。当一个设计师不知道悬崖边缘,很难推动设计性能。如果你有一个眼罩,感到你的前进向悬崖边缘,你需要仔细校准步骤。”

虽然做出了各种尝试,优化结构,权力仍然是整个流被浪费。“设计师经常保护带的设计,只是做事的方式,“Balachandran说。“没有人有时间调整RTL很大程度上。产品周期正在萎缩,这不是一个选择。也有很多IP重用,所以他们拿一块IP可能不是最好的优化。当一个新的块添加到设计,它可以更省电,所以消息是希望。”

被留在桌子多少钱?“大多数设计面积约5%和10%比他们需要更多的权力,“鲍耶估计。“这成本接近20%面积和权力的IP被设计在一个老finFET技术过程和被重用。与finFETs许多设计师甚至预期增加,但没有时间回去和优化他们的RTL。”