Barcelona新模擬IP: 硅驗證可綜合定制IP
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Barcelona公司成立于1999年，是可綜合全定制模擬電路的領先供應商，憑借其強有力的設計技術提供獨特半導體模擬硅驗證IP。Barcelona推出一種新模擬IP——硅驗證可綜合定制IP，該方案能為半導體公司提供靈活、高效、可升級的定制IP塊，是近三十年來首次對模擬設計過程的極大改善。Barcelona新方案的構成包括提供友好界面和設計方案的PradoTM綜合平臺，以及插入Prado平臺、可輸出特定類型模擬電路的單功能或多功能半導體過程特定IP工具引擎。該工具可為設計者提供函數、布局和詳細過程模型，實現高效、準確的合成定制模擬電路設計。MirTM是Barcelona首要的工具之一，可以產生時鐘合成和相同邏輯的同步，對實現電路的時鐘倍頻和分頻、減小抖動以及抑制傾斜有重要作用。Prado平臺將基于方程的合成技術和簡單用戶界面結合在一起，自動完成設計步驟，可大大縮短開發(fā)周期。完全定制IP 引擎(如Miró, Prado)，能求解數千個參數、電路約束和分布條件，從而合成最佳模擬電路，并生成包括轉化模型、數據表、網絡鏈表和GDII等必要文檔。
隨著對模擬電路需求的增加，而模擬設計人員數量和實際生產力的低下，是整個行業(yè)面臨的主要瓶頸。當半導體公司紛紛爭奪其所需的模擬IP，對模擬電路需求的不斷增加，許多公司的作法是，購買預先設計好的硬IP塊或設計定制IP塊。
硬模擬IP
有些半導體公司通過從其他廠商或知識產權公司購買其知識產權來獲得模擬電路。這些硬IP都提前被設計好了，適用于大多數的電路設計。這個選擇具有價格便宜、容易獲得、風險小、不需要自己的模擬專家等優(yōu)點。
然而，購買硬IP存在一些問題，不能滿足新的工業(yè)對模擬電路的需求。最明顯的，硬IP很少能滿足特定要求，且不能改造，迫使半導體公司采用折中的方案，往往降低了芯片性能。例如，一個公司可能需要一個200MHz的鎖相環(huán)路，但是只能找到300MHz的PLL，為了適應300MHz，時鐘頻率需要增加，從而使芯片浪費更多的功率，需要更昂貴的封裝。簡言之，硬IP有靈活性差、芯片性能的次優(yōu)性、對模擬設計專家的依賴性強和開發(fā)周期長等缺點。
定制IP
當前，所有的模擬設計都遵守同樣的過程，一個近三十年來幾乎沒有改變的過程。這種傳統(tǒng)的模擬設計過程需要多次的反復來完成一個設計，而且，這種過程并不能產生最佳結果。設計者在確定了整體水平的需求后，便開始了這一反復性的工作。根據需求，他選擇一個體系結構或布局作為開始點；然后，根據這一滿足特定需求的結構體系或布局，選擇元器件的規(guī)模和價值。為了做到這些，設計者為電路建立一個簡單的數學模型，然后用仿真工具(如Spice)測試每個設計的性能列表。要找到一個滿足要求的設計，往往需要反復地改變設計變量，任務非常困難。
為了加速此反復過程，設計者求助于計算機編程來確定設計變量。然而，由于問題的大小和很長的仿真時間與有些模擬模塊有關，這一方法在減少設計時間方面并不十分成功。有經驗的設計者構建高質量的解析模型，這使他們不僅獲得較好的初始設計，而且能夠洞悉規(guī)范如何折中，但這種專業(yè)技能來源于多年的實踐經驗。
定制IP實現了更接近用戶的指定需求，但仍存在一些缺點，如非最佳性、靈活性差、開發(fā)周期長。
可綜合定制IP：更完美的選擇
Barcelona新技術使半導體公司能夠生成針對特定應用的優(yōu)化定制IP塊，具有可升級性、靈活、高效等特點，該方案是三十年來首次對模擬設計過程的極大改善。
Barcelona的方案平臺可以使設計者快速設計出符合要求的電路，其關鍵技術存在于方案之中，因此該方案使更多的設計人員和工程師受益。同時，也為半導體公司提供了一種可以滿足以下各種要求的模擬IP：
用戶化：Barcelona提供的定制電路可以滿足用戶的具體要求。
最優(yōu)化：Barcelona的幾何規(guī)劃使設計電路實現可行性和達到最優(yōu)化。
靈活性：允許對從概念到tapeout的每個具體步驟進行修改。
升級性：新的設計人員也能設計出極好的電路，允許利用多種芯片進行升級。
可靠性：系統(tǒng)輸出驗證后的硅設計(silicon-ready designs)。
快速性：使設計過程自動化，使設計者在幾個小時或幾天內即可獲得可靠的電路設計。
具有以上特征的方案能為半導體公司的特定應用提供更優(yōu)產品，而無需再折中設計從而降低性能。除此之外，還能解決公司高級和系統(tǒng)級工程設計人員緊缺的問題。
Barcelona設計系統(tǒng)是如何把一個幾十年來一直需要花費幾個月的設計過程變?yōu)橹恍鑾字苌踔翈滋爝^程的呢？看起來好像魔法，但它的一切其實都是數學問題。Barcelona系統(tǒng)的引擎求解了一整套的方程，這些方程把性能特性和物理特性，比如晶體管尺寸、布局、聯(lián)接等聯(lián)系起來，考慮了一系列復雜的變量，包括所有的電壓和溫度條件、噪聲情況、阻抗變化、電路特性以及過程特性。整個過程的關鍵是：Barcelona的解決方案同時考慮到所有這些不同的特性，從而建立一個精確而可靠的電路。
傳統(tǒng)模擬電路設計過程的一個主要缺點是，設計者無法知道他們所設計的電路從應用角度來講是否為最佳的，Barcelona的設計方案則可以很好地解決這一問題。■
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