EDA產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)SoC設(shè)計迎來新變革

SoC已經(jīng)一躍成為芯片設(shè)計業(yè)界的主流趨勢，而產(chǎn)品價值與競爭力則完全取決于復(fù)雜度、設(shè)計的可再用性，以及制程的良率。

隨著新一代4G智能手機與連網(wǎng)裝置邁向多核心設(shè)計，系統(tǒng)單芯片(System-on-Chip;SoC)憑藉著晶圓廠新一代制程的加持，提供更寬廣的設(shè)計空間，讓設(shè)計工程團隊可在芯片中，根據(jù)不同的產(chǎn)品需求，將不同的數(shù)位/類比電路等多樣模組的硅智財(Silicon Intellectual Property;IP)整合于單一個芯片上，使其具備更復(fù)雜與更完整系統(tǒng)功能。

今天IC設(shè)計工程團隊參與新的SoC專案設(shè)計，已經(jīng)鮮少從零開始，多半從不同的已驗證過的傳統(tǒng)設(shè)計(Legacy design)模組與各式IP方塊組合而來，尤其考量一個新型SoC芯片的設(shè)計時程，在產(chǎn)品上市時間的壓力之下，工程設(shè)計的時間被大幅度壓縮。當IC設(shè)計工程師開始緊鑼密鼓與時間賽跑之際，EDA工具也被要求與時俱進，既有的傳統(tǒng)IC設(shè)計工具，也蘊釀新一波的變革。

安傳達(Atrenta)公司創(chuàng)辦人暨執(zhí)行長Ajoy Bose博士，特別針對目前大型SoC設(shè)計所面對的挑戰(zhàn)，以及Atrenta的EDA前段設(shè)計軟體工具，如何能夠協(xié)助客戶解決的問題與帶來的競爭優(yōu)勢，接受相關(guān)的訪問。

Atrenta憑藉RTL設(shè)計查核的EDA工具初試啼聲

Atrenta是一家位于加州矽谷的EDA前段的設(shè)計軟體工具商。創(chuàng)辦人Bose博士從1970年代在德州大學奧斯丁分校開始，就一直傾心于EDA技術(shù)的研究與發(fā)展，他隨后進入AT&T貝爾實驗室(AT&T Bell Labs)任職，開發(fā)最早期的EDA工具，隨后幾年因為不同EDA公司間的購并，而加入Cadence等主要EDA大廠工作，完成了EDA工程師的歷練與成長，可以說一輩子都在EDA的技術(shù)領(lǐng)域與產(chǎn)業(yè)之中。

當初創(chuàng)辦Atrenta時是全為一個特別的產(chǎn)品創(chuàng)意而來，在2001年時，承接Intel的特殊委任專案，透過檢查RTL的設(shè)計來幫助IC設(shè)計工程師，能夠在設(shè)計前期就發(fā)現(xiàn)與解決問題，對公司而言，可以滿足縮短晶片設(shè)計與上市時間的需求，而且此時解決問題的成本與效益最高。

此一成功，讓Atrenta的EDA工具在市場初試啼聲，創(chuàng)業(yè)的完整想法隨后也應(yīng)運而生。目的著眼于如何更有效率的幫助IC設(shè)計廠商面對全新的變局與挑戰(zhàn)，尤其是期待能夠在其它前3大EDA巨擘所主導(dǎo)的競爭游戲中，開創(chuàng)屬于Atrenta的新局。目前全球有超過250家公司和上千名設(shè)計及驗證工程師，依賴Atrenta的產(chǎn)品來減少設(shè)計風險，降低成本，并且提高驗證效率。

SpyGlass、GenSys和BugScope開啟EDA工具新面貌

今天SoC所引爆的先端技術(shù)的整合趨勢，就是一個很好的范例。目前在新一代大型SoC中，動輒超過數(shù)億個邏輯閘，整合了各式各樣不同的IP，還大幅度的重復(fù)使用已經(jīng)驗證過的設(shè)計模組，其中使用不同時脈的數(shù)量就可達數(shù)十個或甚至上百個之多，產(chǎn)品的功能與復(fù)雜度與前一世代相比，已非同日而語。

當復(fù)雜度的規(guī)模超過以往，晶圓廠制程紛紛朝向16、14奈米邁進時，加上SoC的設(shè)計大量導(dǎo)入IP，即便這些IP單獨模組都是經(jīng)過驗證的設(shè)計，但是這些不同的IP組合在一起時，彼此產(chǎn)生的交互影響是IC設(shè)計團隊所需面臨的一個重要課題，對于EDA工具業(yè)者而言，亦產(chǎn)生全新的沖擊與挑戰(zhàn)。

面對迥異于以往的工程挑戰(zhàn)與考量，EDA工具所扮演的角色，必需要能更積極幫助工程團隊在設(shè)計前期就發(fā)現(xiàn)與解決問題。針對SoC設(shè)計的復(fù)雜度扶搖直上，Atrenta推出一系列的解決方案，以增加IC設(shè)計的效益。例如使用SpyGlass系列產(chǎn)品為RTL做靜態(tài)驗證及Formal查核，再輔以 GenSys的自動重組RTL來做IP組合，以及BugScope的動態(tài)模擬驗證的工具，提高驗證的覆蓋率，以面對嚴苛的挑戰(zhàn)。

SpyGlass、Gensys及BugScope構(gòu)成了Atrenta現(xiàn)有的三大產(chǎn)品線，讓使用者可以做到完整的設(shè)計整合。Atrenta利用這些 EDA工具來幫助IC設(shè)計工程師降低反覆修改設(shè)計的次數(shù)，因而完成高品質(zhì)的SoC設(shè)計方案，經(jīng)市場證明為具有重大成效的一套工具。

當SoC變得越來越大，不同的功能不斷的整合在一顆SoC上，無可避免的是各個功能模組間的連結(jié)與驗證，因此Atrenta開發(fā)一系列的 SpyGlass工具套件，在設(shè)計前期就發(fā)現(xiàn)與解決問題，其解決方案涵蓋了LINT(語法檢查)、DFT(設(shè)計的可測性)、CDC(跨時脈域串擾)、 SDC Constraint驗證、 Power(功耗)預(yù)估、優(yōu)化、驗證與設(shè)計簽結(jié)等，確保精確性和功能完整的RTL檢驗，以及IP的驗證，并增強其SoC設(shè)計和驗證流程。

設(shè)計工程師在RTL階段，就能夠發(fā)現(xiàn)并鎖定潛在設(shè)計問題而加以修正，使后段設(shè)計作業(yè)能夠有效率的提升生產(chǎn)力。

SpyGlass是Atrenta最早的產(chǎn)品線，累積了多年的實戰(zhàn)經(jīng)驗，產(chǎn)品線相對的多元與豐富，目前貢獻8成的營收，以按區(qū)域別來看，亞太區(qū)包含日本在近一兩年快速的擴張中，已經(jīng)擴增到的40%以上的收入來源。

BugScope則是較晚加入Atrenta的產(chǎn)品組合。這產(chǎn)品是Atrenta在幾年前透過購并所開創(chuàng)的一個新產(chǎn)品線，產(chǎn)品雖然新但市場潛力相當大，其不同于SpyGlass用靜態(tài)檢測的方式，是以動態(tài)的模擬訊號來測試與驗證不同的SoC功能，是一個非常好的互補，讓使用者對各種不同的組態(tài)與條件，都可以有完整的驗證與考量。

跨國IC設(shè)計公司利用EDA工具整合不同設(shè)計團隊

Atrenta幾個月前發(fā)布已贏得臺灣具有指標性的客戶MediaTek(聯(lián)發(fā)科技)采用Atrenta產(chǎn)品，再次說明了SpyGlass工具的價值，并肯定了Atrenta的實力。目前Atrenta的全球客戶已經(jīng)超過250家，其中包括大多數(shù)頂尖的IC設(shè)計及知名的消費產(chǎn)品跨國企業(yè)。

就Bose博士的觀察，今天的跨國IC設(shè)計企業(yè)，由于人才高度的國際化，加上大型SoC設(shè)計專案的趨勢，面對此一高復(fù)雜度的技術(shù)挑戰(zhàn)，設(shè)計團隊間使用的EDA工具，以及設(shè)計規(guī)范的一致性就很重要。SpyGlass成為提供分析工具和設(shè)計規(guī)范的檢驗工具，核心設(shè)計團隊可采用這一系列的工具與其他遠端設(shè)計團隊進行評估和交流。

對EDA公司而言，能夠與大型的跨國客戶合作，本身除了良好的商譽、客戶的肯定之外，更重要的是產(chǎn)品行銷策略的成功。

平臺為主的EDA工具時代 引領(lǐng)第5次EDA產(chǎn)業(yè)變革

在過去60年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，EDA工具的開發(fā)也已有50年的歷史。從最早期1980年代的CAE工具;后來1990年代著重于提供 Design Flow;接下來的EDA工具逐漸分家為Front-End及Back-End發(fā)展;2000年之后則側(cè)重于可制造性的解決。[!--empirenews.page--]

Bose博士認為即將進行的第5次EDA產(chǎn)業(yè)變革，也就是平臺為主(Platform-based Design )的EDA工具的世代，需要一個非常全面的平臺和整體方法來協(xié)助，舉凡擴展Design Flow，整合各式各樣的單點工具、IP、設(shè)計與制程，利用架構(gòu)同一個EDA工具平臺，以降低SoC晶片或IP整合及驗證的成本，進而減少整體SoC的開發(fā)時程與費用等等，這些都是Atrenta的產(chǎn)品策略與發(fā)展方向。

目前平臺為主的EDA工具已經(jīng)成為前3大EDA大廠的關(guān)注焦點，Atrenta的技術(shù)團隊也與前3大EDA大廠有緊密的合作，這種良好的競合關(guān)系，可以讓EDA產(chǎn)業(yè)有更大的市場被開拓，讓大家都可以受益。

Bose博士對于臺灣IC設(shè)計大廠的觀察，雖然臺灣目前在半導(dǎo)體制造上的成就，廣受產(chǎn)業(yè)界好評，已經(jīng)是世界首屈一指的IC制造生態(tài)環(huán)境，但是IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，相較之下顯得比較保守。

目前少數(shù)幾家有前瞻眼光與市場價值的臺灣IC設(shè)計大廠，開始在世界IC設(shè)計的舞臺上嶄露頭角。尤其是眾多臺灣的年輕而且優(yōu)秀工程師，所展現(xiàn)出來的活力與進步，的確讓人印象深刻，臺灣的IC設(shè)計的社群正日漸茁壯。以Atrenta一直和重要的客戶保持緊密的合作策略，通常會先了解到整個產(chǎn)業(yè)接下來的一年到一年半晶片發(fā)展的趨勢，這會很有助于蓬勃發(fā)展的臺灣IC設(shè)計業(yè)者，Atrenta希望與臺灣的IC設(shè)計業(yè)界一起成長與茁壯，共創(chuàng)雙贏的契機。