EDA电子设计技术与应用
EDA電子設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(英語(yǔ):Electronic design automation,縮寫(xiě):EDA)是指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件,來(lái)完成超大規(guī)模集成電路(VLSI)芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)(包括布局、布線、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計(jì)方式。
EDA被譽(yù)為“芯片之母”,是電子設(shè)計(jì)的基石產(chǎn)業(yè)。擁有百億美金的EDA市場(chǎng)構(gòu)筑了整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)的根基,可以說(shuō)“誰(shuí)掌握了EDA,誰(shuí)就有了芯片領(lǐng)域的主導(dǎo)權(quán)。
”在多個(gè)領(lǐng)域面臨關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”的危機(jī),對(duì)芯片技術(shù)領(lǐng)域的制約尤為嚴(yán)重,盡快打破壟斷、讓芯片關(guān)鍵技術(shù)不再受制于人可謂刻不容緩。
EDA芯片設(shè)計(jì)軟件的國(guó)產(chǎn)化對(duì)于芯片領(lǐng)域的突破意義與光刻機(jī)制造同等重要。
在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化出現(xiàn)之前,設(shè)計(jì)人員必須手工完成集成電路的設(shè)計(jì)、布線等工作,這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)所謂集成電路的復(fù)雜程度遠(yuǎn)不及現(xiàn)在。工業(yè)界開(kāi)始使用幾何學(xué)方法來(lái)制造用于電路光繪(photoplotter)的膠帶。到了1970年代中期,開(kāi)發(fā)人應(yīng)嘗試將整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化,不僅僅滿足于自動(dòng)完成掩膜草圖。第一個(gè)電路布局、布線工具研發(fā)成功。設(shè)計(jì)自動(dòng)化研討會(huì)(Design Automation Conference)在這一時(shí)期被創(chuàng)立,旨在促進(jìn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展。
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化發(fā)展的下一個(gè)重要階段以卡弗爾·米德(Carver Mead)和琳·康維于1980年發(fā)表的論文《超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)導(dǎo)論》(Introduction to VLSI Systems)為標(biāo)志。這一篇具有重大意義的論文提出了通過(guò)編程語(yǔ)言進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的新思想。如果這一想法得到實(shí)現(xiàn),芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度可以得到顯著提升。這主要得益于用來(lái)進(jìn)行集成電路邏輯仿真、功能驗(yàn)證的工具的性能得到相當(dāng)?shù)母纳啤kS著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展,設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以在構(gòu)建實(shí)際硬件電路之前進(jìn)行仿真,芯片布局、布線對(duì)人工設(shè)計(jì)的要求降低,軟件錯(cuò)誤率不斷降低。直至今日,盡管所用的語(yǔ)言和工具仍然不斷在發(fā)展,但是通過(guò)編程語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證電路預(yù)期行為,利用工具軟件綜合得到低抽象級(jí)(或稱“后端”)物理設(shè)計(jì)的這種途徑,仍然是數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
從1981年開(kāi)始,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化逐漸開(kāi)始商業(yè)化。1984年的設(shè)計(jì)自動(dòng)化會(huì)議(Design Automation Conference)上還舉辦了第一個(gè)以電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化為主題的銷售展覽。Gateway設(shè)計(jì)自動(dòng)化在1986年推出了一種硬件描述語(yǔ)言Verilog,這種語(yǔ)言在現(xiàn)在是最流行的高級(jí)抽象設(shè)計(jì)語(yǔ)言。1987年,在美國(guó)國(guó)防部的資助下,另一種硬件描述語(yǔ)言VHDL被創(chuàng)造出來(lái)。現(xiàn)代的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具可以識(shí)別、讀取不同類型的硬件描述。根據(jù)這些語(yǔ)言規(guī)范產(chǎn)生的各種仿真系統(tǒng)迅速被推出,使得設(shè)計(jì)人員可對(duì)設(shè)計(jì)的芯片進(jìn)行直接仿真。后來(lái),技術(shù)的發(fā)展更側(cè)重于邏輯綜合。
數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)都比較模塊化(參見(jiàn)集成電路設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)收斂(Design closure)和設(shè)計(jì)流(Design flow (EDA)))。半導(dǎo)體器件制造工藝需要標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)描述,高抽象級(jí)的描述將被編譯為信息單元(cell)的形式。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)時(shí)尚無(wú)需考慮信息單元的具體硬件工藝。利用特定的集成電路制造工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件電路,信息單元就會(huì)實(shí)施預(yù)定義的邏輯或其他電子功能。半導(dǎo)體硬件廠商大多會(huì)為制造的元件提供“元件庫(kù)”,并提供相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化仿真模型。相比數(shù)字的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具,模擬系統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具大多并非模塊化的,這是因?yàn)槟M電路的功能更加復(fù)雜,而且不同部分的相互影響較強(qiáng),而且作用規(guī)律復(fù)雜,電子元件大多沒(méi)有那么理想。Verilog AMS就是一種用于模擬電子設(shè)計(jì)的硬件描述語(yǔ)言。此文,設(shè)計(jì)人員可以使用硬件驗(yàn)證語(yǔ)言來(lái)完成項(xiàng)目的驗(yàn)證工作最新的發(fā)展趨勢(shì)是將集描述語(yǔ)言、驗(yàn)證語(yǔ)言集成為一體,典型的例子有SystemVerilog。
隨著集成電路規(guī)模的擴(kuò)大、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要性急劇增加。這些工具的使用者包括半導(dǎo)體器件制造中心的硬件技術(shù)人員,的工作是操作半導(dǎo)體器件制造設(shè)備并管理整個(gè)工作車(chē)間。一些以設(shè)計(jì)為主要業(yè)務(wù)的公司,也會(huì)使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件來(lái)評(píng)估制造部門(mén)是否能夠適應(yīng)新的設(shè)計(jì)任務(wù)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具還被用來(lái)將設(shè)計(jì)的功能導(dǎo)入到類似現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列的半定制可編程邏輯器件,或者生產(chǎn)全定制的專用集成電路。
現(xiàn)況
現(xiàn)今數(shù)字電路非常模組化(參見(jiàn)集成電路設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)收斂、設(shè)計(jì)流程 (EDA)),產(chǎn)線最前端將設(shè)計(jì)流程標(biāo)準(zhǔn)化,把設(shè)計(jì)流程區(qū)分為許多“細(xì)胞”(cells),而暫不考慮技術(shù),接著細(xì)胞則以特定的集成電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯或其他電子功能。制造商通常會(huì)提供組件庫(kù)(libraries of components),以及符合標(biāo)準(zhǔn)模擬工具的模擬模型給生產(chǎn)流程。模擬 EDA 工具較不模組化,因?yàn)樗枰嗟墓δ?#xff0c;零件間需要更多的互動(dòng),而零件一般說(shuō)較不理想。
在電子產(chǎn)業(yè)中,由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的規(guī)模日益擴(kuò)大,EDA 扮演越來(lái)越重要的角色。使用這項(xiàng)技術(shù)的廠商多是從事半導(dǎo)體器件制造的代工制造商,以及使用 EDA 模擬軟件以評(píng)估生產(chǎn)情況的設(shè)計(jì)服務(wù)公司。EDA 工具也應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列的程序設(shè)計(jì)上。
EDA 覆蓋電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全環(huán)節(jié)
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation,EDA)技術(shù)是指包括電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、設(shè)計(jì)綜合、PCB版圖設(shè)計(jì)和制版的一整套自動(dòng)化流程。隨著計(jì)算機(jī)、集成電路和電子設(shè)計(jì)技術(shù)的高速發(fā)展,EDA 技術(shù)歷經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)和計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)(CAE)等發(fā)展歷程,已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。
EDA 產(chǎn)品線繁多,根據(jù) EDA 工具的應(yīng)用場(chǎng)景不同,可以將 EDA 工具分為數(shù)字設(shè)計(jì)類、模擬設(shè)計(jì)類、晶圓制造類、封裝類、系統(tǒng)類等五大類,其中系統(tǒng)類又可以細(xì)分為 PCB、平板顯示設(shè)計(jì)工具、系統(tǒng)仿真及原型驗(yàn)證和 CPLD/FPGA設(shè)計(jì)工具等。
數(shù)字設(shè)計(jì)類工具主要是面向數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的工具,一系列流程化點(diǎn)工具的集合,包括功能和指標(biāo)定義、架構(gòu)設(shè)計(jì)、RTL 編輯、功能仿真、邏輯綜合、靜態(tài)時(shí)序仿真(Static Timing Analysis,STA)、形式驗(yàn)證等工具。
模擬設(shè)計(jì)類工具主要面向模擬芯片的設(shè)計(jì)工具,包括版圖設(shè)計(jì)與編輯、電路仿真、版圖驗(yàn)證、庫(kù)特征提取、射頻設(shè)計(jì)解決方案等產(chǎn)品線。
晶圓制造類工具主要是面向晶圓廠/代工廠的設(shè)計(jì)工具,該類工具主要是協(xié)助晶圓廠開(kāi)發(fā)工藝,實(shí)現(xiàn)器件建模和仿真等功能,生成 PDK 的重要工具,而PDK 是作為晶圓廠和設(shè)計(jì)廠商的重要橋梁的作用,可見(jiàn) EDA工具和工藝綁定緊密,隨著摩爾定律的推進(jìn)需不斷升級(jí)迭代。晶圓制造類工具包括器件建模、工藝和器件仿真(TCAD)、PDK 開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證、計(jì)算光刻、掩膜版校準(zhǔn)、掩膜版合成和良率分析等。
封裝類工具主要是面向芯片封裝環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證工具,包括封裝設(shè)計(jì)、封裝仿真以及 SI/PI(信號(hào)完整性/電源完整性)分析。隨著芯片先進(jìn)封裝技術(shù)發(fā)展以及摩爾定律往前推進(jìn),封裝形式走向高密度、高集成及微小化,因此對(duì)于封裝的要求和難度有較大提高,目前高性能產(chǎn)品需要先進(jìn)的集成電路封裝,如將多芯片的異質(zhì)集成封裝方式、基于硅片的高密度先進(jìn)封裝(HDAP)、FOWLP、2.5/3DIC、SiP 和 CoWoS 等。
在系統(tǒng)類 EDA 領(lǐng)域,EDA 工具可分為 PCB 設(shè)計(jì)、平板顯示設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真工具(Emulation)、CPLD/FPGA 等可編程器件上的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。EDA 工程的范疇不斷擴(kuò)展到下游電子系統(tǒng)應(yīng)用,如果沒(méi)有 EDA 技術(shù)的支持,想完成先進(jìn)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)是不可能的,反過(guò)來(lái),生產(chǎn)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步又必將會(huì)對(duì) EDA 技術(shù)提出新的要求。
在系統(tǒng)類 EDA 中,印刷電路板(PCB)主要用作電子系統(tǒng)的載體,工程師通常將集成電路元器件焊接在 PCB 上完成整個(gè)電子系統(tǒng)的搭建、控制、通信等功能。目前主流的 PCB 工具有 Cadence 的 Allegro、Mentor Graphics 的 Xpedition及 Zuken 的 CR 等,國(guó)產(chǎn) PCB 廠商有立創(chuàng) EDA 等。
平板顯示設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于面板的研發(fā)、生產(chǎn)和制造,國(guó)內(nèi) EDA 公司華大九天已經(jīng)具備在平板顯示領(lǐng)域全流程的工具,基本覆蓋國(guó)內(nèi)主要的面板廠商客戶。
系統(tǒng)仿真工具(Emulation),與傳統(tǒng)的仿真工具(Simulation)不同,主要聚焦于系統(tǒng)級(jí)別的仿真,廣泛應(yīng)用于加速軟硬件聯(lián)合開(kāi)發(fā)的場(chǎng)景,傳統(tǒng)仿真更多聚焦于單一功能或者局部電路環(huán)節(jié)的仿真。西門(mén)子(Siemens)曾推出PAVE360 自動(dòng)駕駛硅前驗(yàn)證環(huán)境(pre-silicon autonomous validation environment),該產(chǎn)品主要意圖在于支持和促進(jìn)創(chuàng)新自動(dòng)駕駛汽車(chē)平臺(tái)的研發(fā)。PAVE360 為下一代汽車(chē)芯片的研發(fā)提供了一個(gè)跨汽車(chē)生態(tài)系統(tǒng)、多供應(yīng)商協(xié)作的綜合環(huán)境,該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)硬軟件子系統(tǒng)、整車(chē)模型、傳感器數(shù)據(jù)融合、交通流量的仿真,甚至還仿真自動(dòng)駕駛汽車(chē)最終在智能城市里面的駕駛。目前 EDA 三大巨頭都在布局系統(tǒng)仿真工具,主流產(chǎn)品包括 Synopsys 的 Zebu、Cadence 的 Palladium 和 Simens EDA 的 Veloce。
復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)和現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列(Field Programmable Gates Array,FPGA)最顯著的優(yōu)勢(shì)在于開(kāi)發(fā)周期短、投資風(fēng)險(xiǎn)小、產(chǎn)品上市快和硬件升級(jí)余地大等。這兩類芯片是比較特殊的芯片類型,需要與 EDA 工具協(xié)同才能工作,開(kāi)發(fā) CPLD/FPGA 的廠商都需要開(kāi)發(fā)一套成熟的EDA 下載和驗(yàn)證工具來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的編程。從 CPLD/FPGA 的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)流程可以看出,工序相對(duì)于傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)流程有明顯減少。目前比較主流的可編程器件的 EDA 集成開(kāi)發(fā)工具主要有 Altera 公司的 MAX+Plus和 Quartus、Xinlinx 公司的 Foundation 和 ISE,Lattice 公司的 ispDesignExpert 和 ispLever,Synopsys 的Synplify 以及 Cadence 的 Precision。
按照集成電路產(chǎn)業(yè)鏈劃分,集成電路 EDA 工具可以分為制造類 EDA 工具、設(shè)計(jì)類 EDA 工具及封測(cè)類 EDA 工具。器件建模及仿真類工具就屬于制造類 EDA 工具,晶圓廠(包括晶圓代工廠、IDM 制造部門(mén)等)借助器件建模及仿真、良率分析等制造類 EDA 工具來(lái)協(xié)助其工藝平臺(tái)開(kāi)發(fā),工藝平臺(tái)開(kāi)發(fā)階段主要由晶圓廠主導(dǎo)完成,在其完成半導(dǎo)體器件和制造工藝的設(shè)計(jì)后,建立半導(dǎo)體器件的模型并通過(guò) PDK 或建立 IP 和標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)等方式提供給集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)(包括芯片設(shè)計(jì)公司、半導(dǎo)體 IP 公司、IDM 設(shè)計(jì)部門(mén)等)。
設(shè)計(jì)類 EDA 工具則是基于晶圓廠或代工廠提供的 PDK或 IP 及標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)為芯片設(shè)計(jì)廠商提供設(shè)計(jì)服務(wù),芯片設(shè)計(jì)廠商采用設(shè)計(jì)類 EDA 工具完成芯片的設(shè)計(jì)。封裝類 EDA工具主要是提供封裝方案設(shè)計(jì)及仿真的功能,幫助芯片設(shè)計(jì)企業(yè)完成一顆芯片的全生命周期的設(shè)計(jì)服務(wù)。
數(shù)字設(shè)計(jì) EDA 的核心環(huán)節(jié)是邏輯綜合和布局布線
數(shù)字芯片設(shè)計(jì)多采用自頂向下設(shè)計(jì)方式,可以分為五大步驟:
1)系統(tǒng)的行為級(jí)設(shè)計(jì),確定芯片的功能、性能指標(biāo)(包括芯片面積、成本等)
2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),根據(jù)芯片的特點(diǎn),將其劃分為多個(gè)接口清晰、功能相對(duì)獨(dú)立的子模塊
3)邏輯設(shè)計(jì),采用規(guī)則結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn),或者利用已驗(yàn)證的邏輯單元
4)電路級(jí)設(shè)計(jì),得到可靠的電路圖
5)將電路圖轉(zhuǎn)換為物理版圖。
1、系統(tǒng)功能描述:確定芯片規(guī)格并做好總體設(shè)計(jì)方案,是最高層次的抽象描述,包括系統(tǒng)功能、性能、物理尺寸、設(shè)計(jì)模式、制造工藝等,功能設(shè)計(jì)主要是為了確定系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方案,通常是給出系統(tǒng)的時(shí)序圖及各子模塊之間的數(shù)據(jù)流圖,該部分工作主要是客戶向芯片設(shè)計(jì)廠商(Fabless,無(wú)晶圓設(shè)計(jì)公司)提出的設(shè)計(jì)要求。
2、邏輯設(shè)計(jì):將系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)化,通常是以 RTL(寄存器傳輸級(jí))代碼(VHDL、Verilog、System Verilog 等硬件描述語(yǔ)句)、原理圖、邏輯圖等表示設(shè)計(jì)結(jié)果,完成相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的代碼編寫(xiě),并保證代碼的可綜合、可讀性,同時(shí)還需要考慮相關(guān)模塊的復(fù)用性。
3、邏輯綜合:將邏輯設(shè)計(jì)中的電路表達(dá)語(yǔ)句轉(zhuǎn)換為電路實(shí)現(xiàn),使用芯片制造商提供的標(biāo)準(zhǔn)電路單元加上時(shí)間約束(Timing Constraints)等條件,盡可能少的元件和連線完成從 RTL 電路描述映射到綜合庫(kù)單元,得到一個(gè)在面積和時(shí)序上滿足需求的門(mén)級(jí)網(wǎng)表。邏輯綜合步驟是芯片前端設(shè)計(jì)中的核心環(huán)節(jié),關(guān)系到整個(gè)芯片的 PPA 水平。
4、物理設(shè)計(jì)/布局布線:在邏輯綜合后,基本是只有邏輯和時(shí)序約束的設(shè)計(jì)結(jié)果,而物理設(shè)計(jì)/布局布線則是讓電路設(shè)計(jì)更貼近真實(shí)狀況,即加入物理約束(Physical Constraints),使得電路成為一個(gè)真實(shí)能夠在芯片制造商能夠生產(chǎn)的芯片。綜合后的網(wǎng)表和時(shí)序約束文件導(dǎo)入該環(huán)節(jié)工具中,進(jìn)行布局布線,利用相關(guān)提取軟件進(jìn)行寄生參數(shù)提取,重新反饋到物理實(shí)現(xiàn)的布局布線軟件中,再次進(jìn)行時(shí)序計(jì)算和重新優(yōu)化,直到滿足時(shí)序和功耗要求為止。
5、后仿真/物理驗(yàn)證:布局布線出來(lái)的結(jié)果是經(jīng)過(guò)多層次的優(yōu)化后的電路,為了保證該電路與最開(kāi)始系統(tǒng)功能描述的電路功能一致,就需要進(jìn)行后仿真/設(shè)計(jì)驗(yàn)證,主要包括設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)、電路版圖對(duì)照檢查(LVS)、電氣規(guī)則檢查(ERC)、寄生參數(shù)提取等。
驗(yàn)證工作貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。從芯片設(shè)計(jì)角度看,以物理實(shí)現(xiàn)為分界,芯片設(shè)計(jì)可以劃分為前端(邏輯設(shè)計(jì))與后端(物理設(shè)計(jì)),實(shí)現(xiàn)過(guò)程中將不斷對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化可能改變邏輯描述方式和結(jié)構(gòu),存在引入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn),所以驗(yàn)證貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程,在每個(gè)環(huán)節(jié)都反復(fù)確保邏輯優(yōu)化過(guò)程不改變功能、時(shí)序滿足目標(biāo)需求、物理規(guī)則無(wú)違規(guī)等等,因此產(chǎn)生大量的驗(yàn)證流程和工作,更涉及多方共同協(xié)作。
前端設(shè)計(jì)主要考慮邏輯和功能層面,后端設(shè)計(jì)主要目的是物理參數(shù)約束的優(yōu)化。前端設(shè)計(jì)更多的是邏輯/功能層面的實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)方式是以基礎(chǔ)的邏輯單元進(jìn)行連接設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需要的邏輯功能,前端設(shè)計(jì)一般沒(méi)有過(guò)多考慮物理參數(shù)的約束,比如電路間走線的長(zhǎng)度帶來(lái)的延時(shí)等因素,僅僅考慮了單元器件的電氣物理參數(shù)。后端設(shè)計(jì)則是重點(diǎn)加入了物理約束,比如某些特定電路模塊的擺放位置,以及電路間連線的物理參數(shù)也會(huì)被考量在軟件優(yōu)化中,因此后端設(shè)計(jì)后的電路更接近于滿足需求的實(shí)際電路。
模擬和數(shù)字芯片設(shè)計(jì)流程對(duì)比方面,模擬芯片設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度低于數(shù)字芯片設(shè)計(jì)。借用數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的概念,模擬芯片設(shè)計(jì)也可以分為前后端,前端設(shè)計(jì)包括電路圖設(shè)計(jì)及生成,涉及大量的算法、計(jì)算以及假設(shè)驗(yàn)證等,從自動(dòng)化程度看,數(shù)字芯片在前端設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度明顯高于模擬芯片,主要是模擬芯片需要工程師手動(dòng)選型電路拓?fù)洳⑶疫x擇合適的元器件。后端設(shè)計(jì)方面,數(shù)字電路的后端設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化,EDA 工具的性能直接影響到芯片產(chǎn)品的性能,模擬芯片后端設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度較低,尤其在布局步驟方面。
后摩爾時(shí)代技術(shù)演進(jìn)驅(qū)動(dòng)EDA技術(shù)應(yīng)用延伸拓展。后摩爾時(shí)代的集成電路技術(shù)演進(jìn)方向主要包括延續(xù)摩爾定律(More Moore)、擴(kuò)展摩爾定律(More than Moore)以及超越摩爾定律(Beyond Moore)三類,主要發(fā)展目標(biāo)涵蓋了建立在摩爾定律基礎(chǔ)上的生產(chǎn)工藝特征尺寸的進(jìn)一步微縮、以增加系統(tǒng)集成的多重功能為目標(biāo)的芯片功能多樣化發(fā)展,以及通過(guò)三維封裝(3D Package)、系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)等方式實(shí)現(xiàn)器件功能的融合和產(chǎn)品的多樣化。面向延續(xù)摩爾定律(More Moore)方向,單芯片的集成規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng),為 EDA 工具的設(shè)計(jì)效率提出了更高的要求。
面向擴(kuò)展摩爾定律(More than Moore)方向,伴隨邏輯、模擬、存儲(chǔ)等功能被疊加到同一芯片,EDA 工具需具備對(duì)復(fù)雜功能設(shè)計(jì)的更強(qiáng)支撐能力。面向超越摩爾定律方向,新工藝、新材料、新器件等的應(yīng)用要求 EDA 工具的發(fā)展在仿真、驗(yàn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法學(xué)的創(chuàng)新。
參考鏈接
https://mp.weixin.qq.com/s/CuMEAGxTgtZIzvuKa3AwNQ
https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E5%AD%90%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E8%87%AA%E5%8A%A8%E5%8C%96/10508153?fr=aladdin
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的EDA电子设计技术与应用的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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