EDA平臺(tái)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

清華信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(籌)(以下簡(jiǎn)稱國(guó)家實(shí)驗(yàn)室)是科技部于2003年批準(zhǔn)籌建的第1批5個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之一，依托清華大學(xué)籌建。作為國(guó)家實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)之一的EDA(electronic design automatic，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)平臺(tái)，定位于清華大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域教育與科研的網(wǎng)絡(luò)化公共平臺(tái)，提供了EDA工具應(yīng)用、設(shè)計(jì)資源、技術(shù)支持、人才培訓(xùn)等服務(wù)。

l 建設(shè)EDA平臺(tái)的目的和意義

基于硅技術(shù)之上的半導(dǎo)體集成電路技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的核心技術(shù)，半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展造就了今天的信息化、網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字時(shí)代。

隨著集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，先進(jìn)的EDA設(shè)計(jì)環(huán)境已成為集成電路設(shè)計(jì)、人才培養(yǎng)、科學(xué)技術(shù)研究必不可少的工具，其中不僅包含計(jì)算機(jī)硬件、EDA軟件、集成電路設(shè)計(jì)資源(IP——intellectual property模塊)、工藝資源，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，還包含更便捷的使用方式和完善的服務(wù)。建設(shè)好一個(gè)集成電路設(shè)計(jì)環(huán)境，可以為高水平人才培養(yǎng)提供設(shè)計(jì)和研究環(huán)境，為相關(guān)領(lǐng)域重大科研項(xiàng)目提供條件支撐，為專業(yè)技術(shù)人才培訓(xùn)提供實(shí)驗(yàn)條件。

集成電路技術(shù)是一個(gè)以多學(xué)科為技術(shù)基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)類學(xué)科，涉及的學(xué)科領(lǐng)域包括半導(dǎo)體器件物理、微電子學(xué)、電子學(xué)、無(wú)線電、光學(xué)，以及信息學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。隨著集成電路的發(fā)展、交叉學(xué)科的滲透，在我校進(jìn)行集成電路相關(guān)設(shè)計(jì)、研究的課題組已經(jīng)由微電子所擴(kuò)展到電子系、計(jì)算機(jī)系、信研院，甚至工物系、核研院等，同時(shí)，由于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)日益復(fù)雜，相應(yīng)的EDA軟件十分昂貴，相關(guān)設(shè)計(jì)服務(wù)和配套資源對(duì)每一個(gè)課題組來(lái)說(shuō)也難于到位。因此，建設(shè)一個(gè)為學(xué)科建設(shè)服務(wù)、為教學(xué)科研服務(wù)、軟硬件環(huán)境一流且全面開放共享的EDA平臺(tái)意義十分重大。

2 EDA平臺(tái)的構(gòu)建

平臺(tái)在微電子所“系統(tǒng)集成與專用集成電路技術(shù)研究中心”原有的EDA環(huán)境基礎(chǔ)之上，依托國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，以高性能的服務(wù)器為依托，配以國(guó)際上主要EDA廠商的全線軟件產(chǎn)品，可貫通完成集成電路設(shè)計(jì)的全過(guò)程，其規(guī)模、完整性與水平都大大超過(guò)了以往。EDA平臺(tái)組成如圖1所示。

圖1 EDA平臺(tái)組成圖

設(shè)備配置：①硬件資源包括服務(wù)器、工作站、磁盤陣列，服務(wù)器有運(yùn)算服務(wù)器為高性能服務(wù)器，文件服務(wù)器與磁盤陣列連接，及License(許可證)服務(wù)器。②軟件資源包括EDA軟件、IP庫(kù)、工藝庫(kù)等。其中EDA軟件有Synopsys，Mentor，Cadence公司的全流程設(shè)計(jì)工具，工藝庫(kù)有SMIC，ShangHua，Hejian，UMC，Charter等代加工廠的線寬從0.6um、0.35um、0.18um、90nm、65nm不等的工藝。③網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括千兆光纖網(wǎng)(包括樓內(nèi)專線網(wǎng))、交換機(jī)EDA平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 EDA平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

通過(guò)建設(shè)和整合，高性能服務(wù)器與高端的數(shù)據(jù)中心相結(jié)合，形成高吞吐量、高傳輸、處理能力、高可靠性的環(huán)境，同時(shí)擁有世界最知名的EDA廠商synopsys，cadence，mentor全套設(shè)計(jì)工具，可以提供從系統(tǒng)到電路各個(gè)層次的集成系統(tǒng)和專用集成電路仿真驗(yàn)證能力、系統(tǒng)算法研究和驗(yàn)證、虛擬原型設(shè)計(jì)，直至實(shí)際工藝庫(kù)支持的專用集成電路芯片物理設(shè)計(jì)與制造的完整環(huán)境?？商峁┒鄠€(gè)代加工廠的工藝庫(kù)以及相應(yīng)的MPW(multi project wafer，多項(xiàng)目晶圓)服務(wù)。服務(wù)器連接校園網(wǎng)，提供24h開放、百人以上的上機(jī)環(huán)境，用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用服務(wù)器上的EDA資源，也可以本機(jī)安裝軟件，通過(guò)防火墻獲取許可證來(lái)使用。服務(wù)器同時(shí)和其他工作站、終端連接構(gòu)成局域網(wǎng)，形成內(nèi)部的設(shè)計(jì)環(huán)境，內(nèi)部的設(shè)計(jì)環(huán)境包括一個(gè)有近30個(gè)機(jī)位的機(jī)房，可滿足信息學(xué)院有關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和培訓(xùn)。

3 EDA平臺(tái)的管理模式

平臺(tái)針對(duì)不同用戶的需求，采取靈活多變的管理模式，提供登陸服務(wù)器和本地裝軟件讀取服務(wù)器許可證2種上機(jī)方式。第1種方式是只要在EDA平臺(tái)中心服務(wù)器上擁有賬戶的用戶，就可以用臺(tái)式或筆記本計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程登陸EDA平臺(tái)的服務(wù)器，使用權(quán)限范圍內(nèi)的資源，數(shù)據(jù)可以存放在服務(wù)器上，并保證其數(shù)據(jù)安全。第2種方式為只要是EDA平臺(tái)授權(quán)使用軟件許可證的用戶，本地安裝了相應(yīng)軟件，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取許可證進(jìn)行使用，使用防火墻屏蔽不安全的服務(wù)，同時(shí)不會(huì)因遠(yuǎn)程訪問(wèn)而影響速度。

結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和科學(xué)研究的不同需求，平臺(tái)對(duì)用戶采取不同安全級(jí)別的管理辦法，進(jìn)行共享的管理和安全控制，對(duì)重要的數(shù)據(jù)增量備份，保證用戶的數(shù)據(jù)安全，對(duì)不同用戶在服務(wù)器上分組管理，開放不同的權(quán)限。針對(duì)EDA工具種類多、更新快、專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)，建立了專業(yè)技術(shù)支撐體系、優(yōu)化的設(shè)計(jì)流程、共享單元庫(kù)、IP庫(kù)和相關(guān)技術(shù)資源庫(kù)，成為用戶和EDA公司、代加工廠之間的橋梁，為用戶使用EDA資源提供技術(shù)支持和技術(shù)保障。

基于平臺(tái)開發(fā)了信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室EDA平臺(tái)管理系統(tǒng)，包括EDA軟件計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和數(shù)字設(shè)計(jì)流程教學(xué)軟件等內(nèi)容，提高了平臺(tái)的管理水平和效率。其中計(jì)費(fèi)系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)計(jì)用戶讀取工具許可證的次數(shù)，為收費(fèi)提供依據(jù);數(shù)字設(shè)計(jì)流程教學(xué)軟件通過(guò)動(dòng)態(tài)演示一個(gè)數(shù)字分頻器的設(shè)計(jì)全過(guò)程使初

4 EDA平臺(tái)的服務(wù)情況

國(guó)家實(shí)驗(yàn)室EDA平臺(tái)作為清華大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域教育與科研的網(wǎng)絡(luò)化公共平臺(tái)，提供EDA工具應(yīng)用、設(shè)計(jì)資源、技術(shù)支持、人才培訓(xùn)等服務(wù)，包括：全流程的軟件支持，深亞微米設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的參考流程，國(guó)內(nèi)外主要代工廠的工藝庫(kù)和多項(xiàng)目晶圓服務(wù)，IP庫(kù)資源，芯片測(cè)試，用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和備份，EDA工具培訓(xùn)、集成電路設(shè)計(jì)初、高級(jí)培訓(xùn)，集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)。

以2008年為例，用戶涵蓋了微電子所、電子系、信研院、計(jì)算機(jī)系、軟件學(xué)院、工物系等院系以及其他科研單位，其中清華信息學(xué)院的用戶約占80%，校內(nèi)其他院系及校外用戶約占20%，科研用約占60%，教學(xué)用約35%，社會(huì)服務(wù)約5%。

5 結(jié)束語(yǔ)

EDA平臺(tái)為學(xué)校的集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域提供設(shè)計(jì)環(huán)境或者EDA軟件等服務(wù)，支持了教學(xué)和科研工作，提高了清華大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)的整體研究實(shí)力和水平，滿足了清華大學(xué)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域本科生、研究生教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的需要。