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Solido帮助模拟设计人员应对过程变化

随着流程维度变得越来越小,关于优化设计的难度越来越大的文章已经写了很多。不仅很难平衡性能和面积,而且还必须考虑功率。管理收益是一场持续的斗争,因为它不再是一个在哪里切断分销尾巴的问题:它是一个如何修复分销的问题,这样你就不会过度或不足地设计你的产品。太草率,你会损失很多收益;如果太硬,你就会嚼碎太多的硅。

尽管这很困难,但大部分注意力都集中在数字上。对于那些模拟能力差的人来说就更难了,对他们来说,“性能”可能根据电路的意图有不同的含义。在数字世界中,性能意味着“速度”。但是模拟电路的性能可能包括增益、相位裕度、信噪比(SNR)或听起来很奇怪的“无伪动态范围”(SFDR)。他们说起来容易…

弄清楚分布的一部分是弄清楚性能的程度:它能变得多坏或多好?有一个特定的过程点组合,可以为您提供最差情况和最佳情况的性能点。在以速度为主导的数字世界中,这是通过应用导致晶体管(n通道和p通道)或快或慢的变化组合来评估的。有两种晶体管类型,给你两个变量,这意味着你有四种组合,通常表示为FF(快-快),FS(快-慢),SF和SS。这些是进程角。介于两者之间的是“名义点”或“典型点”。

你可以将这些点视为定义你将在其中进行游戏的沙盒角落。你不需要浏览大量的流程设置,只需要在角落里找出最坏的情况;这极大地加快了模拟速度,因为您已经将“非常非常非常多点”问题简化为4或5点问题。然而,定义数字性能角的过程设置可能不一定与定义各种模拟性能指标角的过程设置相同。仅仅因为n通道和p通道晶体管都尽可能快,并不一定意味着这是电路的最佳信噪比的关键;可能会有一个完全不同的过程点作为信噪比的角。

对于模拟设计人员来说,这意味着他们必须运行所谓的蒙特卡洛模拟。把这看作是“有足够多的猴子在打字机上最终会打出(把你最喜欢的令人印象深刻的大型文学作品放在这里)。”更糟糕的是:它更像是,“打字机上有足够多的猴子,最终会把所有能打出来的东西都打出来。”这比想出你最喜欢的经典读物要花更多的时间。猴子们不得不想出每个人的他们最喜欢的经典读物和最讨厌的经典读物,还有不经典的。(我向你们这些不知道什么是打字机的年轻人道歉;去博物馆找一个吧。对于那些不知道博物馆是什么的人,可以去维基百科上找一个。)

实际上,这意味着取随机的不同的过程值,并用这些不同的组合模拟所需的参数。您做了足够多的组合,使您确信已经基本填满了解空间,从而可以看到这些参数的可能值的范围。把它想象成试图计算出一个形状的范围。如果你知道形状是正方形,那么四条边各有一个点(不管它们是不是真的在边角上),就能告诉你你需要知道的一切。如果形状是变形虫,另一方面,你必须得到很多在你开始有信心知道变形虫在哪里开始和停止之前,先把点下来。(不要介意你一直在计算变形虫在哪里的事实,它在移动……)

您可以很好地想象,如果您的所有分析运行都需要这样的方法,那么这将花费很长时间;你的猴子(和/或变形虫)很可能在工作完成之前就死了。事实上,这可能会被跳过很多时候,因为有太多的压力让电路出货。省略此分析,您将承担低收益产品的风险。所以,与蒙特卡洛类比一致,你指望幸运女神帮你度过难关。

Solido提出了一套工具,以一种不需要重复蒙特卡罗运行的方式来帮助优化模拟电路。它基于一个名为变体设计器(Variation Designer)的平台,该平台可以访问您的设计、SPICE模型和用于模拟的计算机。然后,您可以在此基础上添加一些特定的工具。

这些工具中最基本的是允许您发现设计的“真实”角落。所谓“真实”,他们指的是那些适用于你的设计和参数的东西,而不是那些不是特别有用的数字角落。对这些角的准确评估确实需要蒙特卡罗运行,但是您只运行一次,得到这些角,然后使用这些角进行其余的分析。

其他类型的分析在他们的统计包允许您运行角落,扫描设计变量,找到敏感设备,分析不匹配,并验证高西格玛设计。随着流程变得更加复杂,将来还将提供额外的模块来解决新问题。这些模块的目的是分析电路并自动识别问题,将修复工作留给工程师。他们声称,特别是在模拟领域,完全可信的是,任何自动修复电路的尝试都会遭到一些怀疑。

他们实际上并没有提供模拟器;他们劫持了你已经使用的模拟器,只是设置运行和管理数据。它们与Cadence的集成是最紧密的,但它们也可以与其他组件一起工作。它们可以适应并行模拟,利用尽可能多的计算机来处理所有数据。

最终,如果一切都如他们所期望的那样,这个工具将使设计师更容易在用于构建它的广泛变化的过程中平衡他们的设计,以获得良好的产量和良好的性能。

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