利用AMSVF進(jìn)行混合信號(hào)SoC的全芯片驗(yàn)證

時(shí)間：2020-09-09 16:27:01

關(guān)鍵字：混合信號(hào)

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[導(dǎo)讀] 引言　　　　近年來，消費(fèi)電子和個(gè)人計(jì)算市場(chǎng)的發(fā)展增加了對(duì)于更強(qiáng)大且高度集成的芯片產(chǎn)品的需求。低成本、低功耗、復(fù)雜功能和縮短上市時(shí)間的需要，

引言
　　
　　近年來，消費(fèi)電子和個(gè)人計(jì)算市場(chǎng)的發(fā)展增加了對(duì)于更強(qiáng)大且高度集成的芯片產(chǎn)品的需求。低成本、低功耗、復(fù)雜功能和縮短上市時(shí)間的需要，讓越來越多的IC設(shè)計(jì)采用了SoC技術(shù)。
　　
　　在這些SoC電路中，由于包含了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、功率管理及其它模擬電路，混合信號(hào)設(shè)計(jì)不可避免并且越來越多。在混合信號(hào)SoC設(shè)計(jì)中，為了避免芯片重制，確保一次性流片成功，全芯片混合信號(hào)驗(yàn)證成為關(guān)鍵一環(huán)。傳統(tǒng)上，在復(fù)雜的混合信號(hào)SoC設(shè)計(jì)中，不同團(tuán)隊(duì)分別獨(dú)立驗(yàn)證數(shù)字和模擬組件，并不進(jìn)行全芯片綜合驗(yàn)證，其主要原因是沒有足夠強(qiáng)大的EDA工具能夠完成這個(gè)重要任務(wù)。如果所有的集成和接口問題僅僅是在測(cè)試平臺(tái)中進(jìn)行解決，那么就很難保證混合信號(hào)的正確連接和時(shí)序匹配。隨著高速SPICE模擬工具的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)師可以在晶體管級(jí)執(zhí)行整個(gè)芯片系統(tǒng)的驗(yàn)證，這是一種較為有效的驗(yàn)證方法。該方法具有很高的精確性，并能夠進(jìn)行全面的功能分析，但是，此類驗(yàn)證只能在設(shè)計(jì)周期的最后階段進(jìn)行，那時(shí)所有的單元和定制元件都已經(jīng)設(shè)計(jì)完成。此外，這種方法的模擬速度有時(shí)非常緩慢，必須動(dòng)用大量的硬件資源。對(duì)于包含微處理器、ROM、RAM、PLL等的復(fù)雜系統(tǒng)，由于其元件數(shù)量實(shí)在過于龐大，高速SPICE模擬器幾乎不可能執(zhí)行全芯片晶體管級(jí)模擬。
　　
　　然而，驗(yàn)證方法學(xué)應(yīng)該貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)階段，而不能僅局限于最終的驗(yàn)證階段。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)混合信號(hào)SoC驗(yàn)證在精確性和速度之間的完美平衡，設(shè)計(jì)師可能想要保持某些重要的模擬模塊(如ADC、PLL)作為SPICE網(wǎng)表，而其它部分為Verilog行為級(jí)模塊。這時(shí)，設(shè)計(jì)師可以選擇使用晶體管級(jí)電路去替代特定的行為模塊，并及時(shí)高效地繼續(xù)設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程。
　　
　　為了實(shí)現(xiàn)精確而快速的全芯片驗(yàn)證，全新的模擬解決方案應(yīng)運(yùn)而生。
　　
　　AMS Designer與AMSVF
　　
　　作為新一代的模擬器，AMS Designer基于Virtuoso Spectre和Ultrasim Simulator以及Incisive Unified Simulator引擎的可靠技術(shù)，是一種單一核心(Single Kernel)的混合信號(hào)模擬器。它提供了兩種模擬求解器——Spectre和Ultrasim，并支持幾乎所有的語言和SPICE網(wǎng)表規(guī)格。Ultrasim求解器性能較高，有著堪比SPICE的精確性，并且容量幾乎無限，因此較適合大型全芯片設(shè)計(jì)。
　　
　　雖然AMS Designer為DFII流程提供了友好的圖形用戶界面，然而對(duì)于混合信號(hào)驗(yàn)證，多數(shù)設(shè)計(jì)師更需要該應(yīng)用在命令行模式下執(zhí)行全芯片驗(yàn)證。其原因不僅是因?yàn)槊钚心Ｊ教峁┝藦?qiáng)大而方便的批量運(yùn)行功能，還因?yàn)樵O(shè)計(jì)本身是基于沒有原理圖的文本文檔，或沒有GUI環(huán)境。對(duì)于這種應(yīng)用方式，AMSVF(AMS驗(yàn)證流程)更加適合。

　　AMSVF的應(yīng)用模式

　　繼承了NC-Verilog，AMSVF的使用支持ncverilog單步模式，它主要面向Verilog-XL用戶；而3步模式會(huì)調(diào)用ncvlog剖析輸入文件，調(diào)用ncelab構(gòu)建電路結(jié)構(gòu)，然后調(diào)用ncsim模擬器模擬電路。

　　目前，AMSVF可以為數(shù)字測(cè)試平臺(tái)提供支持，其應(yīng)用模式如圖1所示。

圖1 AMSVF的應(yīng)用模式

　　Verilog/VHDL頂層也可以例示SPICE subckt，對(duì)于VHDL測(cè)試平臺(tái)來說，需要提供Verilog wrapper。另外，頂層可以調(diào)用其它Verilog/VHDL模塊。這種應(yīng)用模式被命名為“Verilog on top”。中層SPICE subckt也可以例示最底層的Verilog/VHDL模塊，這種應(yīng)用模式被命名為“Sandwich”或“SPICE in middle”。另外，在一些復(fù)雜設(shè)計(jì)中，AMSVF還支持多個(gè)“Sandwich”應(yīng)用模式，如“Verilog - SPICE - Verilog - SPICE - Verilog”。

　　這兩種應(yīng)用模式對(duì)于用戶的全芯片驗(yàn)證應(yīng)用是非常方便的。對(duì)于一個(gè)純粹的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為了獲得精確的結(jié)果，用戶可以用SPICE網(wǎng)表替代一些Verilog模塊，甚至使用寄生參數(shù)以獲得更為精確的模擬結(jié)果。由于物理元件太多，模擬速度可能會(huì)變慢，這時(shí)，用戶可以在SPICE網(wǎng)表中對(duì)基本門電路使用Verilog/VHDL行為級(jí)模塊。那么，“Sandwich”應(yīng)用模式就得以實(shí)現(xiàn)。這意味著用戶可以自由而簡單地切換應(yīng)用模式。 funcTIon ImgZoom(Id)//重新設(shè)置圖片大小防止撐破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w< m){return;} else{ var h = $(Id).height; $(Id).height = parseInt(h*m/w); $(Id).width = m; } } window.onload = funcTIon() { var Imgs = $("content").getElementsByTagName("img"); var i=0; for(;i