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系统与设计
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自动化后期定时动态电压降ECO

为什么ECO和DVD分析之间的即时反馈如此重要。

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对于电气工程师来说,一个永无止境的挫折是不得不处理适得其反的现实世界的影响,他们希望这些影响就这样消失。例如开关弹跳、亚稳态和接触电阻。对于IC设计人员来说,动态电压降(DVD),也称为IR降,是该行业的不幸事实之一。这是无法避免的;每条线和导线都有电阻,电流通过时电压下降。

DVD带来了巨大的挑战,特别是在较低的工艺节点,如5/3纳米,其中金属间距具有高电阻,因此更高的DVD。芯片工作频率和功耗的增加也会提高DVD,从而导致电池延迟的变化。这会影响设置和保持时间,并可能降低设计的性能。过多的DVD还会降低硅的运行寿命周期。因此,带出尽可能少的DVD芯片是至关重要的。

传统上,DVD分析一直在开发过程的后期执行,在芯片设计已经放置和路由之后。只有在这个阶段,才能从布局中提取准确的电阻和电容(RC)值。如果分析看起来很干净,那么就没有问题,但这种情况从来不会发生。设计师总是发现过多的DVD,必须在芯片被胶带粘出之前固定。

DVD问题可以通过使用工程更改命令(ECO)工具来解决,该工具可以计算布局调整并将更改列表发送回位置和路由工具。在布局更新之后,将重新运行DVD分析,以查看问题是否已实际解决。如果第二张DVD的运行是干净的,设计可以被签署,但这种情况几乎从未发生过。通常需要通过analysis-ECO-layout循环进行多次迭代,才能获得可接受的结果并实现DVD注销。

在芯片项目的这个后期阶段迭代是昂贵的,消耗宝贵的时间和资源。每个循环的周转时间(TAT)非常重要,许多修复都是启发式的和手动的。对于设计人员来说,分析DVD问题的根本原因并为ECO工具提供指导在运行时和工程时间上都是昂贵的。对于DVD问题的某些类型的解决方案,如加强电网,当ECO在项目时间表的如此晚的阶段执行时,是不可能的。

此外,静态定时分析(STA)也需要在每个改变的布局上执行,同时在两个不同的工具中注销DVD和定时是非常困难的。ECO工具建议的DVD修复可能会“破坏”设计时间,需要更多的迭代来解决。DVD的注销过程通常需要几周甚至几个月的时间才能完成。

所需要的是一个具有以下几个要求的自动化后期时间感知DVD ECO解决方案:

  • ECO工具必须与黄金DVD分析工具紧密集成
  • ECO工具必须与黄金STA工具紧密集成
  • 定时和DVD必须一起优化
  • 每次DVD迭代的TAT必须尽可能短
  • 后期DVD迭代的数量必须使设计周期时间的影响最小化,并减少到一个或几个

因此,ECO和DVD分析之间具有即时反馈的实时连接是满足这些要求的关键。这使得ECO工具可以实时发送建议的布局更改,用于DVD分析,而不是作为一个单独的步骤。ECO工具可以立即知道每个提议的更改是否改进了DVD,并可以根据需要进行调整,基本上是将传统流程中的手动迭代转移到单个自动运行中。

如今已经有了一种行之有效的解决方案。Synopsys对此PrimeClosure和Ansys RedHawk-SC紧密连接成一个整体流程,满足上述所有要求。Synopsys PrimeClosure金色签到ECO的架构可以处理非常大容量的设计,并与业界的金色STA签到工具Synopsys PrimeTime集成。有限元分析软件RedHawk-SC是DVD分析的金标准,能够捕捉和测量DVD的原因,并将有针对性的信息传递给Synopsys PrimeClosure。

这两个工具之间的实时连接可以对拟议的ECO更改进行即时评估。动态分析可以确定DVD问题的根本原因,并指导ECO流程做出正确的更改,在不影响时间的情况下解决这些问题。这是业界首个自动化后期时间感知DVD ECO解决方案,克服了传统迭代流程的局限性。

该解决方案的价值已在现实世界芯片设计的众多案例研究中得到证明。4纳米设计的结果在2022年SAFE(三星先进铸造生态系统)论坛和2022年设计自动化会议(DAC)上公布。自动化流程将DVD违规数量减少了79%,并将最坏情况DVD提高了16%。在6纳米设计中,ECO计数减少了40%,最严重的下降幅度提高了21%以上。

除了提高硅的可靠性和性能外,有效的DVD ECO还可以降低工作电压,从而节省峰值和平均功率。另一个案例研究表明,由于采用了Synopsys-Ansys流程,生产芯片在带出时的电源电压降低了1%。

毫无疑问,自动化的后期时间感知DVD ECO对于现代芯片设计是必不可少的。它取代了传统的迭代的、劳动密集型的方法,并在一小部分时间内达到设计目标。了解更多在这里



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