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时序纳米情景28纳米芯片设计迫使企业快跑

·设计成本、复杂度和生产效率将变得更棘手

·设计越来越需要多种不同时序情景分析

“SoC设计的步伐越来越快。”微捷码设计实现业务部市场副总裁RobertSmith先生深有感触地说,“以苹果公司为例,他们最近宣布将与网络运营商Verizon在2011年1月推出CDMA版iPhone手机。这样,从2007年1月第一款iPhone推出以来,苹果公司在4年间共计推出5款不同类型的手机,而且这些手机的功能一代比一代复杂。”

在一张分析表中,记者看到第一款iPhone手机基于的平台主频为620MHz,带有128MbRAM,同时具备200万像素摄像头和3轴加速度计;而2010年推出的iPhone4,其平台主频已升至800MHz,RAM达到512Mb,同时具备每秒30帧高清视频录像和3轴陀螺仪/数字指南针功能。“在如此小的封装中集成了如此多的功能,让我非常惊讶。”RobertSmith说,“而为了在更小的面积中集成更多的功能,先进IC设计企业已经向32纳米、28纳米工艺过渡。目前,已有5个先进IC设计企业正采用微捷码的工具研发28纳米产品,IC设计企业所面临的压力是可以想见的。”

芯片的设计成本、复杂度和生产效率是IC设计企业通常面临的三件事。不幸的是,这三方面因素在32纳米、28纳米及更小尺寸节点设计上的发展趋势让大家感到棘手。从设计成本来看,一个32纳米芯片设计的成本在7000万美元左右,到28纳米时会飙升到1亿美元,而到20纳米估计要蹿升到1.2亿~1.5亿美元。与此同时,从芯片的设计复杂度来看,2010年,在32纳米芯片中已经可以集成160亿个晶体管,这其中最为关键的是,由于芯片越来越小,他们的变异特性让设计者越来越难以验证。在生产效率方面,2009年每个设计工程师平均一年要设计120万门电路,到2021年这一数字将达到3200万门,这么巨大的差距需要提高生产效率来加以补充。

而且,在时序分析方面,特别是28纳米及以下设计,需要多种不同时序情景分析的设计越来越常见。所谓时序情景分析是电压、温度等工艺角点x时序模式所得到的组合。“多年前,芯片可能只有两种时序模式,即一般模式和测试模式,如今手机等产品可能有5到10种时序模式,例如待机、低速、低功耗、高速等等。因此,设计者需要验证的时序情景多达10种到20种。”RobertSmith先生说,“这还不足为奇,因为到22纳米,设计者要验证的时序情景将达到近百种。这是非常难的技术问题。”受到时序情景的分析能力的限制,一般公司只选择最容易出问题的一些时序情景进行分析。

来自客观的需求,需要更加高效的时序分析工具。而微捷码最新推出的Talus1.2能够管理较传统解决方案多出5倍的时序情景,同时还提供了10倍的运行时间改善。

与此同时,微捷码还提供了TalusVortexFX,它比Talus1.2的性能提升了3倍。

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