阎浮提 · 2020年06月03日

SNUG 2018数字后端热点之:所谓融合技术到底是啥?

一年一度的Synopsys User Group(SNUG)在上海已经举行完毕。一如既往参加人数很多,同时Synopsys也带来了一些有亮点的技术,因此想趁热和大家分享几个个人觉得比较有意思的内容。限于篇幅,我们今天只说所谓的融合技术。

  • RTL to GDSII流程的融合技术:Synopsys Fusion Technology

光看名字可能大家觉得一头雾水,但是其本质却很简单。在最初的数字IC设计流程中,数字芯片从设计到验证,从前端到后端的每一步基本是层次分明且互相独立的,基本可以简化成下图这个流程:

IC设计流程

但是,当综合工具Design Compiler进化至DCT(Design Compiler Topological)乃至DCG(Design Compiler Graphical)的时候,它不再独立,而是需要后端的一些信息来提高综合结果的QoR(Quality of Results),比如core size, macro位置, port位置等。个人看来这就是fusion思想的雏形。

所谓融合技术(Synopsys Fusion Technology),就是之前某些独立的设计步骤不再完全独立,而是通过与它们前面或者后面的步骤产生联系从而提供比独立设计更好的结果和关联性(correlation)。这次介绍的融合技术主要有以下几种:

1)通过以下技术强化DC和ICCII之间的技术融合,提供更好的PPA(Power Performance和Area)结果

Design Fusion 1

简单的说,就是将ICCII中的功能引入DCG,同时将DCG中的技术引入ICCII,从而在两者之间得到更好的关联性和QoR。可以看到,将Placer和Global Routing引入DCG,意味着综合阶段就可进行简单的Place,同时将Wire Synthesis和Logic Restructuring引入ICCII,意味着真正的PlaceOpt功能将更加强大。在现场所展示的设计结果看,DCG的congestion map几乎可以和ICCII完美重合,同时能够在PPA方面都有不同程度的提升和优化。

2)实现在ICCII中调用StarRC和PT引擎来进行ECO(engineer changing order)

这个不难理解。相信有过ECO经验的同学对与每次ECO后必须要抽取rc寄生参数并调用PT来进行timing计算这件事非常熟悉。但是我们更希望在PR工具中ECO后就能直接且准确地得知ECO的效果。现在终于有人在这方面做出努力了。

3)ICCII嵌入Redhawk引擎,原生实现与Redhawk同等的Power/EM的分析并可以进行优化。

Redhawk是Power Integrity分析工具方面的大拿,用过的人应该知道它的两个特点:技术领先,费用昂贵。这次将此项技术融入到ICCII其实去年已经有所耳闻,算不上什么新闻。现场的演讲者特意强调了和ANSYS的'exclusive partnership',也就意味着其他EDA厂商无缘此项技术融合。

通过以上几项技术,数字IC设计的工具流程大概变成了下面的样子:

Tool Flow

其中,综合、DFT和PR开始互相侵蚀,ICCII开始向下游集成timing&power的signoff功能,目前仅剩DRC/LVS等物理验证和等价性验证游离在外,不过据说ICV也开始作为signoff工具慢慢被使用和支持。

需要指出的是,从现场的演讲来看,目前这些signoff相关的功能还不推荐作为最后流片前的验证工具。换句话说,如果你需要做signoff的power analysis,还是需要用独立的Redhawk软件来验证,timing同理。

尽管如此,在这次的SNUG上所介绍的技术来看,Synopsys显然已经比DCG的渗透融合走得更远并准备将这个思路发扬光大。因为他们不仅进一步增强了后端对DC的渗透,同时将DFT乃至signoff工具进一步集成,想要打造一个相互融合的数字IC设计flow。

至此不禁想说一句,我以前一直觉得后端需要把PR工具和signoff工具分别开来十分蛋疼,为什么不能让PR工具支持signoff呢?这些年EDA厂商通过收购和合并产生了现存的三巨头,也终于给解决这个问题带来了契机。作为后端工程师由衷希望有一天在PR工具上验证通过后就能tapeout~

下篇文章我们将继续讨论CTS,如果有时间我会再说说SNUG上其他的亮点,比如机器学习的应用和7nm工艺上的一些挑战。最近实在是太忙了Orz。。。

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