SPICE仿真器自誕生以來,幾乎成為了所有集成電路設計人員都采用的必不可少的工具。但隨著工藝發展和電路設計復雜度的提升,我們面對的仿真需求越來越多,要處理的電路設計規模越來越大,SPICE仿真工具因而遇到了前所未有的挑戰:
仿真時間太長?
仿真的容量太大,傳統的工具都處理不了?
工藝角數目太多,不知道如何實現全面準確的驗證?
Spectre仿真平臺可以有效解決這些問題。
Spectre仿真平臺是一套完整的模擬/射頻、存儲器(Memory)和混合信號的驗證解決方案,是與 Cadence 其他流程集合提供行業領先功能的仿真器最強小隊。
Cadence? Spectre?Simulation Platform 包含多個仿真器,設計者能夠輕而易舉地在電路級、模塊級以及系統級仿真任務之間無縫切換。該平臺基于統一的語法分析、器件模型、硬件描述語言行為建模、輸入輸出數據格式等技術,仿真結果都保持一致且準確。除此之外,Spectre 仿真技術還很好地集成到其他 Cadence 技術平臺,包括:
Xcelium? Logic Simulation
Liberate? Trio Characterization Suite
Legato? Reliability Solution
Virtuoso? ADE Product Suite
Voltus?-XFi Custom Power Integrity Solution
Virtuoso RF Solution
為您提供業界最全面的跨領域仿真解決方案。
首先, 給您分享幾個典型應用案例
案例一
某知名存儲器(Memory)設計制造廠商,在仿真與驗證的過程中發現,針對一個60萬個晶體管的設計,Spectre X的精度在APS的0.21%左右,Spectre FX的提升速度更是達到了驚人的72倍。后來在擁有5百多萬晶體管的全芯片驗證過程中,Spectre FX的仿真結果在精準度和速度上的表現都相當讓人滿意。尤其在功耗驗證的情況下,速度提升在Base mode的10倍左右,占用的存儲空間更少了。
案例二
某知名模擬設計廠商,在仿真與驗證的過程中發現,針對一個99萬個電路節點、140萬寄生電容以及370萬寄生電路的后仿設計,Spectre X RF的精度在Spectre APS RF的0.1%左右 ,但Spectre X RF的速度約是APS RF的8倍,且使用的內存從之前的1200G降低到約800G。
案例三
一個包含29萬個晶體管,110萬個寄生電阻和160萬個寄生電容的先進工藝混合信號設計,工作在8 Ghz左右,在后仿時,以前的方案要跑33小時;后來采用了Spectre FX,直接加速至少2.4倍。鑒于這個成功的嘗試,用戶又在一個以前方案不能跑出正確結果的案例上使用Spectre FX。這個工作在8Ghz擁有16萬晶體管,1900萬寄生電阻和84萬寄生電容的先進工藝下的PLL,結果僅僅是Spectre FX Base Mode(最高精度)就達到了同上的效果。
基于前面兩個案例的成功嘗試,他們再接再厲,在一個先進工藝下擁有3.1萬個晶體管的混合電路上測試,工作頻率達到32Ghz,以前方案的結果是完全不被接受和不精準的。這次采用了AMS + Spectre FX的方式,數字邏輯符合預期,眼圖清晰可見,同時Spectre FX在AMS的環境里簡單易用,仿真的時間節省了不少。另外,他們發現快速模式與Base Mode的混合設置,是在其他的仿真器里不具備的獨特特點。
Spectre技術方案
多種高效仿真引擎助力攻堅克難
和Cadence 其他技術平臺很好的集成
多種高效仿真引擎助力攻堅克難
Spectre X
作為最新一代的 Spectre 技術,Spectre X 不以犧牲模擬仿真精度為代價來換取性能提升,且支持多線程多進程技術。更重要的是,與 Spectre APS 相比,Spectre? X 仿真器在使用更多CPU核基礎上可以實現更高的CPU利用率。
特有的Xscale 專利技術帶來了以下仿真速度和容量上的突破:
新的數值分析技術可求解更大的方程矩陣,且速度提升 2-3 倍,同時不會損失仿真精度。用于先進 MOS 器件和互連的建模方法經過優化,性能更是提升了額外 1.5 倍
數據處理方式的改進促進了對于內存的有效使用,因而可處理最大可達5倍于之前容量的后仿電路網表
將仿真任務分配到多個 CPU上并利用現代云計算架構實現可擴展的大規模并行仿真,可實現性能 1.5-2 倍的提升
Spectre AMS Designer
混合信號設計領域波濤洶涌,設計人員可能面臨的風險比以前增大了 10 倍。有些挑戰是顯而易見的,如漫長的模擬仿真運行時間、大量模擬設計控制序列、模式和控制位的驗證,以及復雜電源管理方案的測試驗證。
面對這些挑戰,Spectre AMS 將模擬和數字領域的所有可用技術結合起來,讓設計人員可以為客戶開發適用于該設計技術的特定流程。且無論需求定義是什么,這個方案都能滿足需求。
使用可靠的Spectre模擬仿真和Xcelium 數字仿真技術確保設計質量。
支持Virtuoso ADE Product Suite中的模擬設計流程使用模式和Xcelium環境中的數字驗證使用模式。
支持更高級別的抽象和加速仿真能實現快速周轉時間,全部可視的原理圖和更加高效的AMS debug功能,更有效地發現設計問題。
新的 Cadence MS 調試流程
Spectre FX
新一代 FastSPICE 技術的優勢:
從底層架構全新打造的FastSPICE仿真引擎,與其他 FastSPICE 仿真器相比,可擴展創新型FastSPICE架構為客戶提供了高達 3 倍的性能提升,同時具備同等的所需精度。
提供高達 32 個內核的多線程可擴展性和同級最佳的使用模式,兼顧可以預測的精度與速度。
適用于所有的FastSPICE 應用,并與現有的 Spectre/SPICE 和 ADE 流程無縫集成。
Spectre X RF
為 RFIC 電路提供準確快速的仿真結果,包括具有周期性穩態分析(PSS)、小信號和噪聲分析,以及諧波平衡 (HB) 分析功能,可在不損失精度的情況下最大限度地提高性能。借助 Spectre X 架構,HB 分析可以分布到單臺服務器或多臺服務器上的多個CPU核心,更快地完成仿真任務。
Spectre EMIR Solution
利用 Cadence Voltus?-XFi 定制功耗完整性解決方案提供專用的晶體管級的電遷移和 IR 壓降 (EM-IR) 分析,提供一站式EMIR分析方法,讓電路設計工程師專注且高效地分析EMIR。
原生內置到 Spectre 的 EM/IR
和Cadence其他技術平臺很好的集成
Spectre Integration
Spectre API 與 Liberate 集成,吞吐量比命令行使用模式提高 2-3 倍。
Spectre 仿真平臺支持通過器件和電路檢查(Checks&Asserts),并在 ADE 中提供高效的仿真數據分析方式。
Spectre CMI(通用模型接口)提供了最先進的內置器件模型,客戶可以預編譯模型和鏈接到 CMI,也可以使用編譯的 VerilogA 創建自定義模型。
Spectre Circuit Simulator 可以對Mismatch以及Process Variation進行蒙特卡羅分析,通過將 Spectre 集成到 ADE 中,實現高級統計分析。
Spectre X Simulator 添加了Legato可靠性分析的解決方案,來進行先進的老化分析、電熱分析和模擬缺陷分析。
全面的定制仿真解決方案
最后, 讓我們再來聽聽業界大佬的聲音
MediaTek公司模擬設計及技術總經理
Ching San Wu 先生:
“我們使用Spectre X仿真器仿真了先進的5G設計。即使把后仿寄生抽取產生的大量寄生參數考慮在內,所需的仿真時間縮短了7倍。這一驗證流程將為MediaTek的客戶和消費者帶來更高的收益和可靠性。
SK hynix, Inc. 計算機輔助工程主管
Do Chang-ho 先生:
“我們的 DRAM 設計需要在多個工藝角進行多次高精度芯片級 FastSPICE 仿真,以確保它們的時序、功耗和其他屬性滿足嚴苛的規范要求,同時要按時向 PC 和移動計算市場交付我們的產品。通過與 Cadence 合作,Spectre FX FastSPICE 仿真器已通過認證并部署在生產中,用于 PC 和移動 DRAM 驗證,并且將擴展到 HBM 和圖形 DRAM。Spectre FX 仿真器實現了設計方法的突破并顯著提高了生產效率。
瑞薩電子設計自動化部門,公共R&D分部,
廣泛技術解決方案事業部總監,
Nobuhiko Goto先生:
模擬仿真驗證對汽車和工業領域的先進SoC設計越來越重要。我們是最早采用Spectre X仿真器的用戶之一,并親身體驗了它帶來的10倍性能提升,且同時保持SPICE精度。我們期待在實際產品設計中使用Spectre X仿真器,滿足設計對性能和容量提升的要求。”
Cadence Spectre 平臺在超過 25 年的時間里一直是業內領先的模擬/射頻集成電路、存儲器(Memory)和混合信號的驗證仿真解決方案。我們始終致力于為客戶提供可久經驗證的準確度和性能優勢。我們不斷完善 Spectre 產品組合,為客戶帶來高精確和快速的仿真解決方案。Cadence Spectre 仿真平臺加速 SoC 設計驗證,助您實現更快的產品上市目標。
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