自定义芯片验证问题越来越多

随着向finfet的过渡，设计条件变得更加紧张。他们现在包括更大的PVT范围和更小的头部空间。

因此，用于移动、消费和汽车等应用程序的电子系统由于这些应用程序的严格性能要求而越来越难以设计。这在自定义设计中尤其明显，包括模拟/混合信号(AMS)设计，其中用于每个项目的接口和协议是不同的。

“如果设计相对简单，就没什么大不了的，”Zibi Zalewski说，他是微软硬件部门的总经理Aldec．“但当我们着手asic的SoC项目，以及最近的fpga项目时，至少在公司方面，当前和未来的项目保持标准变得非常重要。”

这将简化将来这些项目的重用，但真正重要的是它不需要对验证环境进行重大更改。开发诸如总线功能模型仿真和用于仿真的SCE-MI事务处理程序等项目需要付出极大的努力，如果为每个新项目购买这些项目，则成本很高。

不同细分市场(如汽车和移动市场)的特定可靠性要求进一步加剧了定制设计验证的挑战。这意味着这些工具需要足够快的速度来处理大量的数据和变化，并且它们需要能够分析老化、自热、电迁移和其他物理效应。Anand Thiruvengadam是AMS的高级产品营销经理Synopsys对此，指出，这些能力需要跨越传统香料FastSPICE模拟器技术。

模拟在定制设计中起着主要作用，所有的模拟电路都有重要的电路验证需求。AMS公司产品营销总监Mick Tegethoff表示:“首先要验证基本功能，但也需要相当多的特性描述，以确保设计在所有环境操作和工艺变化中按预期运行或满足其规格。导师图形．

Tegethoff说:“在模拟设计中，根据模拟设计的目标应用，你将有不同的验证要求。“例如，在无处不在的ADC(模数转换器)块的情况下，根据性能规格，验证要求可能变得非常严格，验证变得不仅仅是，‘这个ADC是否接收正弦波并将其转换为比特?’如果你的ADC是手机无线发射机接收器的一部分，它必须经受住来自噪音或其他方面的各种干扰，所以设计师必须应用于这种电路的验证量远远高于价格书上的普通ADC。”

在汽车领域，模拟电路控制着汽车的所有机械方面——座椅、刹车、点火——每一个都有一套全新的要求，这些要求与这些设计所处的环境密切相关。这些通常在BCD等技术中实现，这种技术在末端使用高压晶体管驱动电机。在这里，人们非常担心这些功率晶体管散发的热量，以及它如何影响同一芯片上的其他电路。还有责任问题，ISO 26262认证，以及各种各样的验证需求。根据应用程序类型的不同，需求差异很大。

在其他自定义电路中，例如高速接口或任何类型的SerDes，高速串行数据有严格的校验要求，从误码率到抖动，并确保这些设备在不同的频率和数据速率下工作。Tegethoff说:“你还必须确保来自设备本身的噪声(设备噪声或热噪声/闪烁噪声)需要包括在验证中，因为它对抖动规格起着很大的作用。”

射频也有自己独特的问题。任何类型的片上射频CMOS都有验证要求，除了传统的电路仿真外，还需要在频域进行一些分析。验证工程师通常会寻找相位噪声和噪声功率，然后进行谐波平衡和周期噪声等分析，这些都是射频类型电路所需要的。

然后还有另一个复杂的层面需要处理——寄生。

Tegethoff说:“在一个非常大的几何形状，低性能的应用程序中，设计可以模拟预布局，这是一个非常快速的模拟。”“但所有这些高性能、低几何形状的模拟电路都需要在布局前进行模拟，然后在布局后进行模拟。这给模拟增加了大量的元素，所以模拟需要很长时间。”

他解释说:“在过去，模拟人员对他们的电路进行验证就足够了，数字工程师对标准单元进行验证，基本上就是PVT。”“你运行你的过程，电压，温度角，你选择一些角。在这些精密、高性能的模拟电路中，他们需要比纳米技术做得更多。他们需要进行大量的蒙特卡罗计算，这样他们才能真正理解特定设备的变化，而不仅仅是整个过程。但是他们的设备不匹配，他们需要看看如果这两个晶体管失去控制会发生什么。他们还想知道它会对兴趣的实际测量产生什么影响，所以他们进行了成百上千，上万次的模拟。应用程序的可靠性越高，他们需要运行的模拟就越多。”

挑战还不止于此。为2.5 d该公司总经理Deepak Sabharwal表示，在设计中，验证工具存在差距eSilicon的知识产权产品和服务。“你可以跑金沙集团在芯片级的部分，但没有工具对整个芯片的LVS进行提取，插入器而且HBM堆栈。您最终需要编写大量脚本和自定义流来完成此工作。时间分析也存在同样的问题。插入器没有RC模型，所以你需要回到基础，使用场求解器来获得这部分的模型。电感也是这些材料的一个关键因素。”

他说，在芯片层面验证高性能设计还有其他挑战。“在HBM2物理上，电迁移和压降分析受到电路活性的影响。必须确定正确的数据流量来代表最坏的情况，以确保事情能够正常工作。这些技术也基于复杂的JEDEC标准，因此找到健壮的验证IP来验证IP正确地实现了标准也很重要。”

结论
归根结底，每个设计都有一些方面是定制的。问题是多少?

“它可以是一个重要功能的自定义块，也可以是IP配置和连接的方式，”Adnan Hamid观察到断路器验证系统．“这可能是一个功率特性的系统性能。或者它可能存在于置于标准架构之上的软件中。虽然有一些期望第三方IP能够独立工作，但它必须是集成的，你必须验证系统级的功能实际上是存在的，并根据规范执行。”

虽然验证具有挑战性，但定制设计为半导体设计师和系统公司提供了差异化优势。但是要想成功，就必须全面理解目标应用程序，并对整个系统进行彻底的验证。这意味着比以往更多的蒙特卡洛运行，更多的时间和精力，以及对确保这些芯片按预期工作所涉及的内容的全面理解。