混合信号/低功耗设计

半导体工程坐下来讨论混合信号/低功耗集成电路设计与菲尔•马修斯的工程总监硅实验室;举行,模拟集成电路设计主管Ambiq微;Krishna Balachandran低功率解决方案的营销总监节奏;杰弗里,产品营销总监AMS组,Synopsys对此;主任和米克Tegethoff AMS营销,导师图形。第一部分,点击在这里。

SE:有专业工程师对这些设计有合作?谁正在做什么有什么冲突,有人拿着这个项目,类似的东西吗?这曾经发生了什么?

应:有一个组织的问题。我们讨论了设备模型。但同时,当你混合信号仿真、如何编写模拟行为模型吗?在顶层,你混合信号验证,您需要验证模拟块。谁来写这篇文章?模拟人通常不舒适的写作模式,RTL的人可能不足够了解模拟。总有一个棘手的问题。谁创建的模型,模型验证吗?我见过更大的组织可能有一个专门小组要做集成,可以桥,但大多数公司需要一个模拟或数字的一面。这是一个有趣的问题。 I’ll turn it to you guys to see how you guys manage to create these models.

陆:我们经历了几个项目,各不相同。幸运的是,我看到一代工程师、一代模拟设计师有一个更好地理解数字流。有时候,他们是很好的脚本作家。至少在我现在运行的项目,我看到那座桥正在被关闭,但主要是因为我有优秀的模拟设计师真正理解数字的东西,他们能做的很好的模型。但是,是的,你是对的。在我之前的一些项目,有一些断开,坦率地说,我们没有一个非常彻底的验证因为缺乏一些模拟电路模型。我们都被烧毁,一点。但是,一般来说,我看到模拟设计师越来越好随着数字流创建模型来工作。

SE:似乎刻板印象的易怒的旧模拟工程师消失。

马修斯:这是一个组合。在我们这边,主要是写的数字设计师模型。他们的需要放在第一位。模拟人试图完成布局,而数字需要模拟。不管谁写的模型,模拟团队或数字团队,真正的问题给我,我会EDA行业面临的挑战是:如何确保模型和块是等价的吗?我们创造了特殊的方法在我们的公司。彻底审查processes-whoever写模型,另一个人已经签署了,诸如此类。在一天结束的时候,它是依靠人类和依赖的质量无论我们创建验证以确保很好。在数字世界中,就像你有正式的验收技术来确保你的RTL和门电路级网表和一切都是功能上等价的。我不是说你可以在这边做相同的事情,但是如果有一个技术可以得到你,这将是一个巨大的进步在我们今天。

Tegethoff:我喜欢思考的一件事是,如果你有10不同的客户有不同的挑战,它有助于做一点分解设计的类型或类型的IC人们设计——如果你有一个数字上,沉重的数字与模拟块,这是一种设计。如果你有一个完全手工模拟传感器进入汽车,等等,一些数字。我看到一些区别这些类型的客户如何解决他们的挑战。你必须验证顶层,是的,你必须节省电力,但如何,或谁写的模型,是有点不同。所以我们找到不同的行为基于IC。严重的类型来说,这是一个主要是模拟集成电路用一点数字接口的数字世界,而这是一个微处理器和一些模拟。有助于思考的另一件事,,和建筑的你说,你必须把你的验证分而治之。很多客户会花大量的时间描述块,确保它工作所有流程,所有温度,所有操作模式,然后你要去一个混合信号,和你要确保正确的水平移动装置,正确的连接,一切都有。你要注意这些。有时你可能不需要运行香料完全特征在混合信号层,混合模式的水平。只要你知道你在做什么在设计的每个阶段都要一起工作,你消除风险,当你上高。

Balachandran:在可能的解决方案方面,一个是使用断言,试图验证模型。再一次,这是写出来的一样好断言它再次出现人为的差错。这不是一个正式的技术,来验证它,但它可能是最好的EDA行业已经在这个点使用断言期末成绩。

应:我同意。模型验证是一个艰难的部分,尤其是对混合信号,因为它是vector-dependent。你只是一样好你想测试的向量。我不知道有任何正式的技术,然而,不幸的是。这时,我的一个客户谈设计的鲁棒性。他运行成千上万的角落,就试图覆盖所有的理由,或者至少有信心,这个IP设计可以使用许多不同的应用程序。它更多的蛮力,模拟运行更多的模拟或运行智能角落,试图照顾这个问题,没有正式的验证。

Tegethoff:我就扔在一个活动扳手。对于某些应用程序,如汽车、医疗保健、等等,你不得不开始担心可靠性。你要开始担心其他效果。如果有失败,因为衰老,因为电热或有故障,等等,让事情更加复杂。我们看到很多,当我们进入世界汽车和医疗保险。非常不同的东西就是手机。手机没有杀死任何人。

Balachandran:至少我们没有证据。

Tegethoff:如果是一辆被攻击或有故障的电子人或事物内部的人穿,这是不同的。还有其他地区,要让我们忙了很长一段时间。

SE:进入汽车、军事/航空航天,医疗保健,有很多的文档。这是一个不同的设计过程。

Tegethoff:模拟运行,它增加了更多的时间和约束你的日程表,蛮力不是答案。你必须聪明什么运行。医疗保险需要多少钱?你交易较低的免赔额。他们做出选择,并承担风险。不仅仅是方法,但是你怎么知道你所做的足够之前起飞呢?

SE:让我们思考一个很小,很小的切线。与所有这些软件开发联系在一起呢?如何这一数字混合信号,低功耗,超低功耗过程?

应:好问题。从很多角度,根据这个物联网应用程序中,这可能是一些安全的目的。软件开发本身在这样的应用程序变得非常关键。这是我的观点。我不知道你们通过软件验收或任何类型的严格的过程。

马修斯至少:从我的观点来看,我们看到随着物联网开始起飞的转变有点在我们的客户群,从那些背后有一个巨大的软件组织和一个非常有序的方法来编写软件,只是想开始写代码的人。他们不想等待。他们不想开发库。有些人称之为“制造商。“他们只是希望能够完成他们的产品。我们必须做些什么来试图使这个行业是抽象复杂的混合信号芯片的一部分,我们必须提供图书馆,所以他们不需要知道如何计划一个直流/直流转换器。他们不需要计划不同的汽车管理在低水平。他们只需要填补称为基本功能,之类的东西,他们从不同的权力过渡模式或不同的电源设置。这是我开始看到的东西。

陆菲尔:我同意客户基础的转变。我们看到了同样的事情。客户,尤其是在中国,越来越多的依赖于总从IC解决方案提供者。在我们的业务中,权力是真正的国王。这是一切的终极驱动因素。真的很重要教育固件开发人员或软件开发人员如何计划我们的单片机提供的功能或性能用最少的力量。你可以做同样的事情与所有不同种类的编程纠正。但一个程序是最省电。从我们的集成电路设计,需要更多的教育集团的软件团队。

SE:是该工具的选择过程如何改变?你是否想要得到更多的从你的投资组合各种供应商?

陆:我负责模拟电路设计工具。我想给你们带来了两个挑战。我将从数字开始。我们的数字只球队有一个非常艰难的时间结束的时机和满足电力需求。我们的传统方法是所有时序为基础的。我们现在处理的是不只是想做的时机。我们也想要最低的功耗。该工具还没有。功率优化是在项目的后期阶段完成的。如果这是可以做到的,还有另一种优化,它会更好。 I’m saying this from a layman’s point of view. I do see that as a challenge. On the analog side, we’re seeing the circuits are very sensitive to the layout. Not in the sense of capacitance coupling, but more in the sense of those kind of well-proximity factors. There’s something more that could be done here, too, to have those layout-related effects more accurately represented in the circuit. Certainly we do back-annotation. We do the close extraction. We run the simulation. Sometimes it’s because the lower-geometry processes have very stringent requirements on the density. Different layers have different densities. Maybe when we go to the top level the fills may change those parasitic effects a little bit, which could be significant for block-level circuit performance.

马修斯:一件事我会开始,至少在数字方面,是当涉及到工具,UPF值和论坛创造了另一个矢量流的工具。当你谈论低功率,没有去过那儿。我将挑战EDA行业是确保所有工具解释和应对UPF一样。我也挑战,每个公司确保他们的模拟工具,他们的正式的验证工具,其合成工具,他们place-and-route工具,都是解释和反应相同的只是在同一个公司,更不用说整个EDA行业。我们发现,当我们不得不去低功率流,这是一个重要的加法器的我们不得不花多少努力完成整个过程。不仅仅是一个电平位移器插入正确,当你有多个电源域,所以你孤立的细胞都是在正确的地方。当然,我们都试图区分,所以我们都有了自己的小技巧,我们正在试图做的尝试进入下一个低功耗的阶段,这通常是EDA行业不是真正的教会,他们应该试着模型。我们总是试图挑战极限的流动能做什么。所以,这是一个挑战,我不知道如果有一个解决方案。这是一个巨大的挑战。 One thing that I would say is, with a lot of models in terms of how to model the mixed-signal blocks in UPF and CPF, there is some thought that we need to do power shutoff. There’s a lot more complexity that goes on – you know, power switching. If there’s a way to continue to evolve, and provide more complex models that the tools can understand and interpret, that would be a big step forward. There are definitely tools out there that do a pretty good job of being able to do dynamic power estimation, like when you’re just getting your RTL, and you run some simulation and get some activity, load that RTL and activity information, and you’ll get a rough estimate of the power consumption from a dynamic perspective. What’s really lacking today, though, is how to do that early power estimation on your power outlet. That also leads into the analog world. Let’s try to add some more capability for modeling power. Let’s put more information into our models. At the end of the day, we still have to use spreadsheets to figure out our power estimation.

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