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拉伸的工程师

工程师的角色正在发生变化,如果他们想继续成为有价值的团队成员,就需要学习新的技能。他们可以有几个方向。

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工程有一个不变的规律——要么创新,要么半途而废。无论是被设计出来的东西,还是设计和建造它们的工程师,都是如此。如今的系统给工程师带来了新的压力,他们不能再“又高又瘦”或“又矮又胖”了。这些描述适用于高度专业化或具有更广泛经验的工程师。

高瘦工程师的概念出现在20世纪80年代。在此之前,工程师(当时主要是印刷电路板(PCB)设计人员)将设计逻辑并布局PCB。但随着半导体设计开始占据主导地位,前端和后端的分离使得更大程度的专业化得以实现,随之而来的是更深层次的专业知识。这在一定程度上是强加给用户的,因为单独的工具正在变得高度专业化。

随着这一概念的继续,开发团队内部创建了竖井,这在一段时间内运行良好。分而治之帮助解决了许多问题,并使学术界在加快进步的必要技术方面取得了快速进展。“学术界不太擅长跨学科的东西,”伯克希尔哈撒韦公司副董事长查理·芒格在一次演讲中说面试他在加州理工学院的演讲。“学术界奖励一个知道得越来越多、越来越少的研究人员,这种方法确实存在困难。”

早在90年代,当后端物理效果开始影响前端时,这一策略的第一个漏洞就开始显现出来逻辑合成.今天,我们正迅速接近这一点,这在一定程度上要归功于左移位在这里,所有主要方面的设计都在同一时间点完成。指望一个人做到这一点是不可能的。

MZ Technologies的创始人兼首席执行官Anna Fontanelli说:“我们需要一个设计工程师的新形象——一个能够对整个系统进行高层次概述的系统设计师。”“专家们仍然需要在他们特定的专业领域工作,但现在需要的是一个设计师团队来接受系统设计的挑战。”

其他人也同意。的首席执行官Simon Davidmann说:“团队需要在所有领域都有丰富经验的关键架构师治之软件.“我们不是在概括工程师。它把更多的专家聚集在一起。”

这组专家,每个人都有一个特定的关注点,然后可以在开发流程中使用他们的专业领域。许多人称他们为解决方案专家。例如电力专家、安全专家、安全专家、核查专家。

“多面手是没有效率的,”公司市场和业务发展副总裁Michal Siwinski说节奏.“专家已经从点工具专家转变为应用程序或流程专家。他们仍然是专家,但他们正在成为广泛的专家。他不是一个能告诉你所有事情的人。”

架构师通常被认为是必要的通才。“每个人都会有自己的偏好,”宝洁产品营销高级总监约翰内斯•斯塔尔(Johannes Stahl)表示Synopsys对此.“有些人喜欢成为多面手,他们喜欢思考得非常广泛。有些人想要深入。它通常伴随着资历。你的职位越高,在这个行业工作的时间越长,你的知识基础自然就会多样化。我们仍然需要专家和多面手的结合,但你不可能同时兼具深度和广度。”

在某一特定领域拥有深厚的知识是有竞争优势的。Synopsys市场总监谢卡尔•卡普尔表示:“专家往往会推动最终产品的差异化。”“以实现工程师为例。他们需要知道签名技术是如何工作的,以及如何在实现中使用它们。他们的重点是实现的角落,跨越场景,跨越操作模式,他们可以做更详尽的工作。但是,如果把这留到实现阶段,成本会更高。所以角色发生了转变。但你仍然需要一个专家来做更细致的收尾分析工作。”

越来越多的领域出现了交叉专业化。核查涉及所有工作,而且权力和安全日益成为相互关切的问题。Ankur Gupta,半导体产品管理和应用高级总监有限元分析软件,提供了三个工程师被扩展到多个物理领域的例子:

  • 2.5D/3D IC多模封装。“这促使工程师对信号完整性(包括衬底和中间物)有更广泛的理解,也将热管理提升到首要关注的水平。”
  • 高速设计。“快速数字通信协议正在模糊数字设计和传统模拟设计之间的界限。这通常会导致超出数字设计师习惯的非局域电磁耦合和干扰效应(感应)。”
  • 超低电压设计。“这在7nm及以下工艺中很常见,一些传统的保护带技术已经失效,这些技术用于处理开关活动对瞬时电源电压的影响。过去,一些悲观的平均活动因子和一个慷慨的电源电压安全裕度就是电力完整性所需要的全部。这种情况在5nm已经不再存在,现实的最坏情况是,包括相邻的攻击者同时切换,这需要一些重大投资来了解如何找到这些。”
  • 软件.另一个被迫意识到其他领域的学科是软件。Imperas的大卫曼说:“过去,负责软件的人拿到硬件后,他们就会使用它,将就着用。如果硬件有问题,他们会用软件来解决。”“今天,他们试图将软件开发进一步移到左边,他们想做的不仅仅是让软件运行。他们想尝试其他场景并做一些性能分析。一家处理器公司试图添加硬件虚拟化。他们召集了三个团队的人员——处理器设计人员、固件人员、管理程序和操作系统人员。他们构建了虚拟化硬件,并创建了一个模型,在这个模型上,他们启动并运行管理程序,并运行软件。然后他们进行迭代并开始调整以提高效率。”

交叉领域专家
所有团队都需要领域专家。这些人了解正在创建什么以及如何使用它。Synopsys的卡普尔说:“要有能力开发一些定制的东西,需要特定的领域知识。“他们可以针对这些领域开发定制加速器。你需要一个能带来这些知识的人。这是知识的一个特殊方面。”

在某些情况下,域必须与特定任务交叉。Cadence的Siwinski说:“考虑一下汽车的功能安全。“这不是关于一个特定的点工具。你仍然有安全专家,但他们是跨产品的。这是解决问题的唯一办法。”

RISC-V正在创建一个仍在发展的新领域交叉。“每个客户在描述他们的管道如何工作以及中断如何影响退役指令方面都有略微不同的方式,”Davidmann说。有很多功能,在RISC-V中是合法的,而你在做设计验证时试图找到的是不合法的东西。我们不能把一个工具扔给他们,因为他们所需要的接口没有标准。您需要关于微体系结构中发生的详细事件的信息,并将其抽象到可以与标准的配置参考模型进行比较的位置。我们必须了解我们的客户正在做什么,并深深地扎根于其中。”

验证卷入了所有的事情。“你开始看到那些系统的架构师,验证策略的架构师,或定义最佳封装的架构师,”Ravi Subramanian说,IC验证解决方案部门的副总裁兼总经理Mentor是西门子旗下的企业.“你开始看到这些领域的专家具有跨学科背景。他们是领域交叉领域的专家,而不一定是某个特定领域的专家。”

“他们必须了解同事的角色和责任,”Synopsys虚拟原型产品营销高级员工帕特•谢里丹(Pat Sheridan)表示。“随着他们的产品转向新技术,这些关系需要发展或改变。合作需要成长和改变。因此,工程师们确实对流程有了更多的了解,但我认为重点仍然可以放在他们所在的团队上。他们在团队中的职责是什么?他们越能有效地做到这一点,他们的项目就能越快地进行,他们遇到的问题就会越少。这真的是一个欣赏和团队合作的问题。”

团队合作似乎是关键。Ansys的Gupta说:“至少,专业设计师必须采取措施咨询专家,而不仅仅是继续优化传统和孤立的限制。”“这样的顾问的一个例子是系统电源架构师,他会考虑设计必须遵守的整体功率和热包络。这对于新兴的2.5D/ 3d - ic至关重要,其中晶片功率完整性、信号完整性和热效应与封装和电路板密切相关。另一个例子是芯片安全架构师,他构建了一个模拟方法来测试整个设计加固过程中的侧通道发射。”

权力和安全是两个紧密相连的领域。大卫曼说:“人们聚在一起,试图在早期找出解决或理解权力信封的方法。“安全问题给这个问题带来了全新的复杂性。通过使用模拟器进行功率分析,他们试图测量某些程序的功率配置。然后他们试图通过改变某些方面来挫败攻击,这样你就无法监控力量,找到利用安全漏洞入侵的方法。”

EDA的角色
EDA工业界扮演着一个有趣的角色,他们创造了最初定义筒仓的工具,现在正在寻找打破它们的方法。“需要开放和可扩展的工具和平台来解决电子系统设计的复杂性,”Gupta说。“这通常与一些EDA供应商一直追求的单一供应商、专有系统、基于非标准的流程相反。单靠工具是不够的,因为每个客户需求的复杂性和细微差别都是深刻而多样的。”

EDA中应用工程师的角色也发生了变化。“应用工程师曾经是点工具工程师,”Siwinski说。“现在他们有两种口味。点工具专家仍然是必不可少的。但他们中的大多数人都是在验证中使用的其他工具的交叉训练,或者是数字或模拟。还有另一层是真正的解决方案工程。他们更多地是从流动的角度来看待这个问题。有时,它们可能更以垂直为中心,但大多数情况下是围绕特定的主要水平流。”

影响是巨大的。Mentor的萨勃拉曼尼亚表示:“这绝对是一场变革。“你需要引入领域知识,再加上关于硅的知识,或者关于功能安全的知识,或者关于软件工作负载的功率分析的知识。AEs开始发展知识组合,这对成功变得很重要。为了满足这种新需求,持续的教育、提高和改进技能正在发生。”

教育可以是多层次的。古普塔说:“设计师必须开始向他们组织内的系统或安全专家学习。”“工程学需要不断的学习,特别是在不断变化的半导体和电子领域。作为EDA供应商,我们必须从芯片和系统背景交叉培训我们自己的工程师,以打破竖井。在2019冠状病毒病的世界里,一线希望是我们都制定了优秀的教育课程,并花时间来提高我们的知识。虚拟培训往往会吸引数百名用户,我对我们开发必要技能的集体能力充满信心。”

它不仅改变了ae的技能组合。在很多情况下,它正在改变公司的结构。萨勃拉曼尼亚说:“如果你看看今天的EDA公司,并将其与我们5年或10年后的情况进行比较,你会发现这是一个多么巨大的转变。”“我们必须通过让客户成功来展示产品的价值。”

结论
工程师的角色正在发生变化。虽然人们普遍认为他们需要保持专注并有明确的专业,但越来越需要意识到他们与其他专业的交集点。随着交点数量的增加,这将变得越来越困难。验证可能是最棘手的问题,因为工程师们已经接触过许多其他领域,而电力验证或安全验证等工作的职责已经在各个专业之间划分。

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1评论

冰斗先生 说:

这是一篇非常适合每个在IC设计和EDA的人的文章。我会敦促EDA将诸如合成、PnR、STA、ir drop等点工具集成到一个通用的设计环境中;每个功能的点工具已经过时了,我们需要一个通用的设计环境(类似于Android操作系统),每个设计功能都使用通用的数据库、通用的引擎、通用的UI、标准的报告。设计团队中的竖井和墙壁部分是由EDA工具引起的。

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