从新思科技看未来模拟仿真软件的技术趋势

      Intel最新推出的至强CPU已拥有23亿个晶体管，以及八个处理器内核。同样，伴随着芯片内核的不断增多，彼此间会有很多交互，因此复杂度随之呈现指数型增长，BUG数量亦然。面临着复杂化的验证，越来越多的工程师需求更高效率的工具，需求尽早的发现BUG，同时也对于低功耗的验证有了新的需求。“因此，不断增加的设计挑战加速了对于验证软件的创新需求。”新思平台营销高级总监Steve Smith总结道。

EDA中的多核技术

      “由于目前设计工程师所使用的服务器上多核CPU已经比较普遍，但是以前仿真器只能在一个处理器上来运行，我们如今的多核技术可以将验证任务并行处理。”Smith强调如今EDA需要采用多核技术的必要性时说道。实际上，早在2008年三月，新思科技就宣布了一份全面的实施多核技术的规划，计划在其验证、实现和制造平台上广泛配置先进的并行、多线程及其他优化的计算技术，以缩短芯片的研发周期。

      据新思科技介绍，目前在实现平台上，多核技术已成为主流。同样的事情即将在验证平台上上演：VCS是验证过程中极其最重要的软件，也是新思最为重要的产品之一，因此在4月7日，全球同步发布的VCS多核技术就显得格外引人注目了。

      “新思科技一直致力于开发创新的优化技术，推动性能的提升。”新思科技高级副总裁兼验证部门总经理Manoj Gandhi表示，“VCS多核技术构建于非常成功的Roadrunner、 Radiant和Native Testbench优化技术，能够应对现代验证工作中快速增长的需求。这一新技术也为新思科技为多核计算平台提供更多创新奠定了一个坚实的基础。”

      为了保证VCS的验证速度每两年都要有两倍至三倍的提升，新思科技采取了不同的技术。从最早的Compiled到之后的Roadrunner优化、以及Native Testbench、再到如今的多核技术，每一次都为VCS带来了革新。

      “VCS采用的并行处理相比之前的验证效率提高两倍，”Smith解释道，“利用先进的多核编译器可以将Design、Testbench、Assertion、Coverage以及Debug等通过本征(Native)编译，利用类似于多线程工作原理，并行处理整个验证环境。”

      设计层面并行性(DLP) 让一个用户能够同时模拟一个核的多个实例（instance）、一个大型设计的多个部分、或者以上两者的结合。应用层面并行性（ALP）可以让设计者在多核上同时运行testbenches、断言、覆盖率和调试功能。DLP和ALP的结合优化了多核CPU上的VCS性能。

      “我们从VCS的创新性优化中不断受益，”AMD公司专业验证中心总监Paul Tobin评价：“当我们的工程师们在设计中集成更多的内核、在设计的性能、功耗和虚拟化之间寻找最佳平衡点的时候，我们的验证团队正是依靠VCS多核技术拥有的高速验证能力来在基于四核AMD Opteron处理器的服务器上来验证这些复杂设计的。”[page]

精度与速度的完美结合

      随着消费电子的应用日益广泛， RF器件、模拟器件、存储器、定制化数字电路以及数字标准单元IP等应用愈见复杂，因此对于模拟混合信号的仿真要求越来越高，不但是精度上有一定要求，而且为了保证产品能够正常出货，需要仿真速度的提升。

      新思新型的电路仿真解决方案—— CustomSim，是将目前最优秀的电路仿真技术NanoSim®、HSIM®和XA整合到统一的具有多核处理能力的仿真系统中，对于大型模拟电路和混合信号电路设计，最多能够达到四倍的性能提升。

      “现有的仿真解决方案是有精度需要时利用纯SPICE仿真器，有速度要求时用传统的FastSPICE，但如今比如PLL电路，其中既有数字部分又有模拟部分，因此需要CustomSim类型的仿真器。”新思模拟混合信号部门产品营销总监Graham Etchells期望借助CustomSim平台解决现有设计中的问题。

      随着计算技术、消费品电路与移动应用技术的不断融合，越来越复杂的模拟，数字，大规模存储器电路都被集成到同一颗芯片上。为了验证这些混合信号电路设计，工程师们需要一套整合的电路仿真解决方案来有效地验证不同类别的电路，包括定制的数字电路、模拟电路与存储器电路。而且，这一解决方案还要具有必要的性能和准确度来仿真数字模拟混合设计，如RF收发器、PLL和Sigma Delta转换器。CustomSim解决方案正是满足了这样的需求，它是通过将业界最优秀的仿真引擎与Synopsys VCS仿真器通过内建的DKI无缝接口完成全片的验证。该解决方案被集成到统一的AMS验证环境中，统一的输入、输出、统一的SPICE模型，统一的波形分析工具，操作简单明了。

      芯片逐渐缩小的几何尺寸以及越来越复杂的功耗管理技术,对于单个晶体管和电路的安全工作范围提出了巨大的挑战和不断增加的诸多限制。有些芯片的电学特性检查需要手工完成，对工作效率带来负面影响。例如，为了确保某个Block由于悬浮门，直流漏电通路引起的漏功耗不能仅通过动态仿真验证，而CustomSim则提供一整套电路仿真解决方案，包括静态和动态的本征电路检查，可以快速识别违反设计规则的情况和功耗管理的漏洞，从而提升设计师的效率和信心。

      “由于在芯片设计过程中，各部分对于精度的需求不同，CustomSim的提出，就是针对不同的设计采用不同的仿真工具，为了确保精度与速度的统一。”新思资深顾问工程师余晓文总结道。[page]

平台化的解决方案

      随着如今设计内容的复杂化以及设计软件的多样化，从Cadence到新思科技，各家EDA公司都在走整合平台路线。

      Discovery 2009正是新思最近发布最新一代针对模拟/混合信号和数字设计的完整验证平台，通过在整个平台里采用新型多核仿真技术、本征设计检验和全面的低功耗验证技术，Discovery 2009能够提供前所未有的验证能力。多核仿真技术与VCS功能性验证及CustomSim™统一电路仿真解决方案（VCS及CustomSim™是Discovery平台两个关键的组成部分）将能够提供比之前解决方案快达四倍的验证速度。

      “随着片上系统设计复杂性和多样性的提高，更快的、统一的验证解决方案显得尤为重要。”新思科技公司负责产品营销的副总裁 Bijan Kiani表示：“Discovery 2009建立在十几年技术创新的基础之上，提供统一的电路仿真、多核性能、本征设计检测、和全面的低功耗验证功能，从而创造前所未有的性能。因此，Discovery平台提供更高的生产力，使我们的客户实现更快速的验证。”