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特性描述工具辅助创建SSTA库

EDN China?? 2007年04月02日 ?? 收藏0

  为了应对工艺变动,同时在新型数字IC 设计过程中实现性能、功耗和产量的最佳结合,IC 设计业正在从静态时序分析(STA)工具转向统计性 STA(SSTA)工具。经过数年的 SSTA 研究,IBM、Cadence、Synopsys、Exteme DA 和 Magma Design Automation 等公司现在都提供商用 SSTA 工具。但要让这些工具正确工作则需要新的时序库,以处理工艺变动问题,而不只是最差时序估计。EDA 新创公司 Altos Design推出了一个库特性描述工具,帮助代工厂、集成器件制造商(IDM)、库供应商和无晶圆 IC 供应商从多个商用 SSTA 工具创建自己的 SSTA 库。

特性描述工具辅助创建SSTA库


  Altos Design 在 2006 年 7 月首次推出自己的商用产品,它推出的工具 Liberate 用于静态时序库的 I/O 和标准单元特性描述,据称该工具好于当前商用产品。现在,该公司正在推广 Variety,这是一个能感知变动的 SSTA 库特性描述/建模工具,它可以为各种商用产品生成库。

  提供 SSTA 工具的供应商也会提供特性描述工具,但每家生成的库都只

针对自己的专有格式。例如,Synopsys 的 PrimeTime XT SSTA 工具使用一个新版 Synopsys复合电流源(CCS)格式,而 Cadence 的统计工具使用 Cadence 的统计 S-ECSM(基于灵敏度的有效电流源模型)格式。同样,IBM、Magma 和 Extreme DA 也有自己的格式。

  Altos首席执行官Jim McCanny称Variety 正如其名,可生成用于这些供应商格式的库,且快于这些供应商的特性描述技术。McCanny说:“使用Variety,用户能够生成针对系统变动和随机变动的库。其它工具采用一种黑盒子的方法,但我们不这么做,我们试图理解电路。我们了解功能,哪个矢量需要灵敏,有什么路径,我们会对电路作晶体管级的预分析。”

  鉴于 STA 工具的模型可捕捉最差情况的单元性能,Variety SSTA 工具可对一个单元中的每个晶体管作特性描述,并同时考虑系统变动和随机变动。在生成 SSTA 模型时,工具使用标称时序信息,再加上表示参数任何变动量影响的额外数据。McCanny 指出,系统变动相对比较容易描述,而随机变动则趋于更加复杂。他说,一个典型的系统变动是一个较短的门或走线长度。McCanny 说:“例如,如果一个长度收缩 5%,我们就可以描述它,并计算出延迟对这一长度变化的灵敏度。”当用户为特性描述增加一个系统变动时,通常是为工具增加了一次运行时。

  随机变动的描述更有挑战性。他说:“对于随机变动特性描述,我们会对一个参数单元的每个晶体管的影响建立模型。平均标准是每单元有25个晶体管,因此,如果你用黑盒子方法做这项工作,就需要多达25次的特性描述工作。这是不现实的,所以,我们所做的是把这个25次减少到2次 ~ 3次。”

  工具使用了一种算法,它可以快速确定受用户设定随机变量影响的晶体管位置。McCanny 说:“你可以对任何模型中的 Spice 参数建模:例如你从一组物理参数中创建低级或高级参数。”用户可以在特性描述运行时增加任何数量的变量。但他指出,每次用户为工具增加一个随机变动参数时,运行时就增加3倍。

  瑞萨公司将工具建模的长度、宽度和热氧化物作为系统变量基准,而阈值电压是随机参数。在一个8CPU的系统上,它用6个小时描述了387个单元的特性。在一个16 CPU系统上,它可以在27小时内描述9个系统变量和 1 个随机变量。

  Variety 创造的库采用自己的 .lbd 数据库格式,然后将文件转换为 ECSM、CCS 或 Extreme DA 的内部格式,或其它格式。这种转换可以使用户对任何供应商的工具都使用一个库。McCanny 指出,对那些用一家供应商的 SSTA 工具作设计,而用其它供应商的 SSTA 工具作 Sign-off 的设计小组,这会特别有用。Variety 中的特性库可以使两种工具工作时采用相同的库。

  这种中立性使 Altos 向 Si2(硅集成倡议)提供 Variety,以帮助该组织的 OMC(开放建模联盟)得到一个库特性描述、建模和模型使用的业界标准基准流程。Si2 将在 OMC 的基准流程中安装 Variety,作为库数据统计特性的描述性子系统。


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