在芯片生产、生产测试和最终产品的部署过程中获得反馈。
目前电子行业最重要的趋势之一是收集和分析大数据，以在成本、功耗、性能和可靠性方面获得收益。这在芯片开发流程中变得越来越普遍。例如，从模拟回归中获得的数据可以帮助调试和达到覆盖目标。机器学习(ML)使用许多遍历实现(逻辑综合和布局)工具的结果来优化设计的功率、性能和面积(PPA)特征。现在，在一个项目的前硅阶段，数据是在多个点上挖掘和利用的，但直到最近，这个过程在芯片制造完成后就停止了。这种情况正在迅速改变，因为设计师在硅中添加了结构，可以在芯片生产、生产测试和最终产品的现场部署期间提供反馈。
如果芯片会说话，它们能对制造芯片的公司说什么呢?首先，数据可能表明芯片可以在降低电压的情况下运行，同时仍能获得相同的性能。这有明显而有价值的好处。较低的电压对硅的压力较小，可能会增加产品的寿命和可靠性。更少的电力意味着更低的终端产品使用成本，减少发电和冷却，对环境的影响更小。在片上系统(SoC)设计中使用的动态电压和频率缩放(DVFS)技术甚至可以节省更多的电力。数据分析可以为如何改变电压和时钟频率以优化生产使用中的性能和功率提供有价值的指导。
来自现场的反馈可能会导致更好的测试模式，以提高制造质量或更有效的零件装箱。来自现场和芯片测试的见解可能会导致更好的故障预测和长期可靠性。这些数据甚至可以在开发流程中进一步提供好处，改进未来几代芯片的设计变体。来自许多芯片的参数化现场数据使电路模型更准确，与实际硅更好地相关。芯片可以设计出更好的DVFS功能和PPA优化。利用芯片“交流”的信息，确实有很多学习和提高的机会。
所有这些优点都可以通过在预制芯片中包含路径裕度监控器(PMM) IP单元来实现。当芯片在任务模式下工作时，PMM单元提供了硅状态的非侵入性细粒度观测。它们在不影响任务逻辑操作的情况下测量实际功能路径的延迟。这使得它们与环形振荡器和过程、电压和温度(PVT)监控器完全互补，用于测量环境参数和结构参数。每个PMM单元从功能路径中选择一个信号作为输入。从附近信号的集合中选择允许一个PMM跨多个功能路径共享。这些路径应该具有较高的切换率，或者类似于关键路径，或者包含容易随时间退化的设备。所选信号被锁存到阴影触发器中，并通过一系列延迟元件馈送。
在延迟链的每个阶段，路径裕度与阴影触发器进行比较。在比较序列之后，可以通过检测捕获触发器的故障点来确定裕度。从芯片上的许多路径收集测量结果，可以获得时序裕度的全面视图。由于局部热点的不同，芯片的不同区域可能表现不同，并且由于电压和温度的变化，单个路径的测量可能随时间而变化。对许多芯片的测量显示了工艺变化的影响。所有这些不同的数据必须在现场收集，收集在某种类型的中心枢纽，并进行智能分析，以获得前面提到的那种见解和优化。将路径裕度数据与其他类别的传感器(如环境或功能传感器)相结合，开辟了一个用例领域。
Synopsys对此的硅生命周期管理(SLM)平台拥有提供PMM解决方案的所有能力。其中包括SiliconMAX路径裕度监控器IP，用于测量测试或现场实际路径的时间裕度，以及Synopsys SiliconDash，用于在云中执行分析，并根据收集到的数据提供见解。该解决方案提供了几个功能来自动化使用PMM IP，并在芯片开发、测试和现场利用它。在PMM插入过程中，PMM单元被系统地放置在整个模具上，以精确的物理分辨率捕获硅的状态。该流还插入一个PMM控制器来管理多组PMM单元的配置和数据收集，并添加用于配置和结果的内部内存存储。控制器有一个扫描链桥，一个用于芯片测试的IEEE 1500接口，一个用于现场访问的APB接口。
对芯片内部的操作利润率有更大的可见性和洞察力有巨大的好处。在先进的技术节点，设备之间和整个模具的工艺差异增加。此外，随着电线电阻和晶体管特性随时间的变化，老化正成为一个主要的可靠性问题。深入了解硅是监测和跟踪技术和老化对时间边际的影响的唯一方法。路径裕度监测方法是一种基于实际可用裕度最大化性能和最小化功率的成熟方法。Synopsys提供了一个完整且经过验证的PMM解决方案。所有芯片开发者都应该确保他们的芯片能够说话，并且能够倾听SiliconDash的声音。
有关完整的SiliconMAX SLM解决方案的更多信息，请参见a白皮书是可用的。
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