缺口出现在系统集成

系统集成的挑战是不断变化的,但是现有的工具和方法并没有跟上这个任务。新的工具和流程需要处理全球概念,如电力和热能,不能在块级处理。我们可能会进入一个新时代,知识产权作为硅的物理块,缺乏一个公认的流将成为绊脚石。

的任务将模块集成到芯片或系统拥有先进的小行业以来,采用了基于IP重用的设计方法。新的语言和工具都集中在块创建和验证。虽然一些工具已经为系统集成、开发一些了。

此外,这个问题正在发生变化。“创造高效的IP的分离,然后有效的IP集成到系统中,不符合在中间,”Frank Schirrmeister说集团董事,高级营销解决方案节奏。“我们仍然没有金色的模型之上RTL自动获取的一切。现在我们正在努力水平,将已知的好东西集成到打包整个之类的东西3 d-icchiplet讨论。已成为一个更可行的选择,但它仍然有这种分离的知识产权创造和IP集成。”

会议中间意味着IP集成的某些方面必须自上而下而其他人必须自下而上,和两个必须发挥正常。“块级别的人只看块级别,但这不再是可行的,因为利润,“Sooyong Kim说,高级产品经理在3 d-ic芯片包装系统和多重物理量有限元分析软件。“如果你开拓个体块的利润,他们不会成功。电能和热能是全球性的影响。然后结构分析和机械冲击时需要考虑的事情聚集在一起很紧。”

这些方面的系统需要一个自上而下的方法。“你需要自上而下的分析提供每个块的利润,”Kim补充道。”,应基于现实的预测为每个块发生了什么。考虑时间,接口你带时间约束的块级别。这是自顶向下集成工作时机。类似的概念也适用于电力和其他形而上学领域,。”

但自底向上的某些方面也渗入。“我们看到越来越多的客户需求是什么实际上的签收模式设计流程中的物理验证更早,”金仍在继续。“客户问他们多久能做到这一点,和一些想要早在规划阶段。他们想做签字质量分析有限的信息。”

这种转变需要一种新的思考方式。“人们一直在问什么是能够把所有知识的设计在一个地方和得到有用的答案,”大卫·Ratchkov说色雷斯系统的创始人兼首席执行官。“这包括用例,技术细节,甚至历史知识。当思考权力分析,昨天不能把它所有的工具。确实没有一个解决方案除了一个定制的Excel电子表格,集所有块,包括模拟和混合信号,并整合了所有组织知识来产生一个电源个数。”

收集和分析所有这些数据要求协作工具。“设计单个块和设计之间的主要区别最大的芯片是块往往是由个人设计工程师或非常小的群体,而一个团队的人负责整个芯片,”汤米Mullane说,高级系统架构师Adesto技术。“工具需要改变那些处理大量信息的沟通和协调,编制和维护的设计。”

域名正在扩大。“流动,工具和方法并不准备系统集成,”安迪Heinig说,小组经理高级系统包装弗劳恩霍夫IIS的自适应系统的工程部门。“尤其如此不同的子域之间的边界,如板、包,和芯片。当你看这些领域,都有缺口流和工具。它往往涉及不同和不同的输入/输出格式工具。”

即使在收到关注的领域,已经取得了很大的进展。“当将IP集成到子系统,子系统到芯片,芯片方案和软件到硬件,我们假设IP验证,进行这种集成意味着我们可以特别关注需要验证在这一点上,”丹尼尔Schostak说,建筑师和他的同伴,中央工程集团手臂。“然而,即使这允许抽象,设计规模和状态空间还与每个水平显著增长。”

这导致了停滞。“系统集成测试几乎是一个手动过程甚至在设计和验证,经过几十年的发展“说Bipul Talukdar,应用工程主管Smart-DV在北美。“很多努力投入自动化设计开发和验证成功创建模块化的IP。然而,IP集成到下一个等级制度——这可能是子系统,芯片,芯片或成熟的系统软件和硬件——仍然是大量的手工工作。”

发生了什么事?
我们需要回顾历史上看到我们陷入这种情况的原因。“回到后期加里·史密斯在97年,有一个推动移动到一个新的水平的抽象和压低的一切从这里开始,“节奏的Schirrmeister回忆说。“20五年后,我们仍然还不存在。我们仍然没有任何语言、工具或方法适合这项任务。然后也是,讨论了创新周期和生产率的改进,指出需要长瘦工程师。这基本上是一个工程师和IP的结合,导致知识产权市场的出现在2000年代早期。真的拯救了一天,因为抽象显然还没有准备好。”

好几年,这意味着系统集成不是困难的一项任务。但即使工具开发,他们不是特别成功。导师与表达的平台,有一些成功和Duolog发达苏格拉底,于2014年收购的手臂。也许最大的东西出来的这些努力的IP-XACT标准,在XML格式用于描述块和启用自动配置和集成工具。

IP-XACT一直有用。“用机器可读的规范,如IP-XACT,帮助自动化的基本任务,如检查所有的寄存器都可以访问与适当的约束,“胳膊的Schostak说。”要想成功,需要捕获的信息一致,这可能是一个挑战,当集成ip来自多个来源(可能包括内部和外部)。自动化的范围可以进一步增加了包括额外的信息在机器可读的规范,如时钟和复位的详细信息树,电力领域等。”

这些途径继续扩大。“系统集成任务需要自动化和快速周转超过专用语言,“说塞尔吉奥•Marchese技术营销经理OneSpin解决方案。“一个关键方面是IC完整性验证。SoC芯片开发人员需要确保正确的功能,例如,它是免费的从死锁和IPs的正确连接。他们还需要确保安全,满足安全要求。Accellera工作标准,使利用ip级别安全信息集成任务更加自动化。现在,正式的技术可以解决许多SoC-level验证任务,很多公司正在利用减少芯片开发成本。”

“最初的工具没有成功的原因是部分业务原因,“添加Schirrmeister。”使用的工具数量有限的人,因为你需要了解完整的集成系统,现在考虑提升硬件/软件系统。他们用这些工具在10分钟或更少。所以你不需要那么多许可证。很高效,很有价值,但是从纯粹的数量的用户的角度来看,很难赚钱。”

另一个问题是环境的多样性。“不同设置手动创建完成集成测试,如FPGA原型和硬件/软件co-verification之前,软件可以测试硬件完全组装到一个目标硬件系统,“Smart-DV的Talukdar说。”另一个例子是post-silicon验证集成测试,制造硅部件组装印刷电路板观察目标系统上应用程序执行。”

新需求
大部分的这些评论地址什么被认为是原始的系统集成的必要性,但是时代在改变。“我们需要一个平台的概念,各种芯片上的人交流,”Kim说Ansys。“我们称之为chip-package-system模型。我们正在帮助客户生成这个模模型,或chiplet模型或块模型,所以他们可以传递足够的信息在整个过程。例如,他们可能执行的力量估计在RT级别,然后希望能够使用这些估计应力分析。他们希望能够提取正确的向量输入到适当的分析。”

再加上需要的其他工具的混合。“我们有一个不同的工具来支持这个,”Adesto的Mullane说。“我们使用需求跟踪系统(如门挡,票务系统(比如Jira,和众多的Word文档。但最重要的工具,一个架构师使用通信工具。在大芯片,只有通过不断的沟通与所有的工程师,你可以确保每个人都对和谐的行动正在建设完成,并确保任何缺陷或不一致性处理。”

这可能需要开发新的模型。”权力自由的伟大的工作,但它比SRAM分解为任何事情更复杂,“色雷斯系统Ratchkov说。”IEEE 2416极有可能来填补这一缺口。目前的方法把一个文件在篱笆下一个人不再因为它不工作。但是一个好的工具将允许新的和不可思议的特性。”

然而,并不是每个人都信服。“问题背后的格式运行更深,“弗劳恩霍夫的Heinig说。“在不同的地区,不同的抽象级别。每一个抽象水平有不同的内容和结果在不同的格式。但不是那么容易转移内容之间的水平,因为低层次需要更详细的数据。通常,灵活的格式,可以扩展到更低的水平是必要的。”

该行业一直不是很擅长完成这种类型的统一。“除了集成设计的组件,和潜在的任何相关的验证组件,用于验证这种集成的各种技术意味着还有一个需要集成不同技术的结果能够做出明智的批准决定,“Schostak说。“这可能是一个挑战,因为提供的报道结果模拟、仿真、FPGA或formal-based验证,性能分析和实际软件有效载荷通常是由完全不同的框架,这也可能是特定于供应商的。”

前进
我们今天可以归咎于长瘦的工程师,因为似乎我们现在需要相反的,工程师可以跨越很大问题空间的广度。“很多设计师只专注于任务,目前他们正“Mullane说。“这可能是模拟、数字或射频。它可能是前端设计或验证。它可以测试插入或后端布局。不管它是什么,通常他们会有一组需求满足,一些接口定义,他们将有一个非常专业的工具来帮助他们完成他们的工作。”

也有一个持久的问题谁拥有这个问题。“今天我们有热工程师,芯片工程师,π工程师,和他们每个人都有不同的挑战,他们都是单独工作,”金说。“但时候集成块,应该有人充当中介。它可以是设计系统的人。以前的传统的工程师工作描述变化。为了解决这个问题,对结构分析感兴趣的人或热分析可能要承担额外的责任。或者,我们必须想出这个师的人所能做的一切从一开始就一箭。”