EDA 공급업체와 IC 설계자는 디지털 설계 및 검증을 잘 이해하고 있지만 혼합 신호 설계 및 검증은 아날로그 신호의 연속적 특성으로 인해 더 많은 컴퓨팅 리소스와 전문 설계 기술이 필요하기 때문에 더욱 어렵습니다. Siemens EDA는 소위 말하는 고유한 제품을 제공합니다. 교향곡, 가장 인기 있는 상용 디지털 시뮬레이터를 Analog Fast SPICE(AFS) 회로 시뮬레이터를 사용하여 혼합 신호 시뮬레이션을 빠르고 정확하게 가능하게 합니다. 저는 지난 달 Symphony에 관한 웹 세미나에 참석했고 이 블로그에서 제가 발견한 내용을 설명했습니다. 놓치셨다면 이제 주문형 웨비나를 시청하실 수 있습니다. 혼합 신호 검증을 위한 Symphony.
Symphony는 설계 환경, 특성화 제품군 및 IP 검증으로 구성된 Siemens EDA 맞춤형 IC 검증 플랫폼에 적합한 혼합 신호 시뮬레이터입니다.
혼합 신호 설계는 현재 시작되는 IC 설계의 85%를 차지합니다. IBS 연구 및 예시 제품 카테고리에는 5G, 자동차, AI, HPC, IoT가 포함됩니다. SPICE 회로 시뮬레이터는 트랜지스터 수준에서 가장 높은 시뮬레이션 정확도를 제공하지만 실행 시간은 깁니다. 디지털 시뮬레이터는 빠르고 대용량이지만 아날로그를 고려하지 않습니다. 혼합 신호 시뮬레이션은 고정밀 아날로그 블록과 디지털 블록을 결합하여 검증을 가능하게 합니다.
혼합 신호 검증에서는 최상위 연결 사양 오류를 감지하고, 전기적 동작 오류를 찾아내고, 궁극적으로 성능 지표가 충족되었는지 확인하는 것이 중요합니다. 혼합 신호 설계자는 최고의 SPICE 정확성을 갖고, 사용 및 설정이 쉽고, 디버그 및 적용 범위 목표를 지원하고, 검증 인프라를 재사용하는 검증 도구를 원합니다.
Siemens EDA의 Symphony 플랫폼은 다음을 사용합니다. AFS XT 아날로그 솔버로서 최대 16개 코어까지 확장 가능하고 레이아웃 후 시뮬레이션을 지원하며 고급 검증 및 디버그 기능을 제공합니다. 5년 전에 처음 발표된 Symphony는 현재까지 100명 이상의 고객을 확보하며 계속해서 인기를 얻고 있습니다. Symphony는 HF 발진기, PLL, SerDes, 비디오 TxRx, 오디오 ADC 및 CMOS 이미지 센서와 같은 혼합 신호 회로의 속도가 2배에서 8배까지 향상되어 경쟁사와 비교하여 벤치마크 성능이 뛰어납니다.
모든 주요 파운드리(TSMC, ST, Samsung, Intel, Global Foundries, UMC)는 0.5u에서 2nm까지의 프로세스 노드에서 AFS의 실리콘 정확도를 인증했습니다. Symphony는 VHDL, Verilog 및 System Verilog를 모델링하는 디지털 시뮬레이터와 함께 작동합니다. 퀘 스타, VCS, Incisive, Xcelium. 엔지니어는 배치 모드, 명령줄을 사용하거나 GUI를 사용하여 대화형으로 Symphony를 시뮬레이션할 수 있습니다.
디지털 HDL 넷리스트를 아날로그 넷리스트와 결합하려면 단방향 또는 양방향 연결을 위한 BE(경계 요소)가 필요하며 Symphony를 사용하면 BE가 내장되어 있고 매개변수화할 수 있으므로 엔지니어가 코드를 작성할 필요가 없습니다. 아날로그 신호는 아날로그 액세스 기능을 사용하여 Verilog 또는 시스템 Verilog 모듈에서 액세스할 수 있습니다. Hi-Z 상태는 혼합 신호 시뮬레이션 중에도 감지됩니다.
Symphony를 사용한 시뮬레이션에서는 스냅샷을 찍은 다음 후속 시뮬레이션을 위해 복원하여 팀의 귀중한 시뮬레이션 리소스를 절약할 수 있습니다. 디버깅을 개선하기 위해 Symphony에는 모든 BE를 탐색하고 Tcl 코드를 대화식으로 사용하여 시뮬레이션을 제어하는 기능도 있습니다.
NVIDIA는 2018년 Siemens 사용자 컨퍼런스에서 Symphony를 사용하여 고속 GPU 인터페이스 PHY의 혼합 신호 검증을 수행한 방법에 대해 공유했으며, 이전 도구에 비해 시뮬레이션 속도가 2배에서 12배까지 향상된 것을 확인했습니다. Invensense는 Symphony가 다른 시뮬레이터에 비해 속도가 2~5배 향상된 다중 슬로프 ADC에 대한 잡음 시뮬레이션을 수행했다고 보고했습니다. Analog Value는 DVCon 2021에서 무차별 대입보다 6,590번 더 적은 시뮬레이션을 사용하여 Monte Carlo 결과로 ADC 혼합 모드 시뮬레이션을 수행한 방법을 발표했습니다.
웨비나의 마지막 부분은 Siemens EDA의 Mina Zaki가 진행한 라이브 데모였습니다. 처음에는 디지털 on top 넷리스트가 있는 명령줄을 사용한 다음 아날로그가 맨 위에 있는 또 다른 예를 사용했습니다. PLL 예에 대한 Solido 파형 분석기 결과가 표시되었습니다.
세 번째 데모 예에서는 적절한 시뮬레이션 결과를 얻기 위해 BE 값을 2.6V에서 1.2V로 변경하는 방법을 보여주었습니다.
요약
예, 혼합 신호 설계 및 검증은 어려운 엔지니어링 작업이지만 Symphony와 같은 올바른 도구 환경과 AFS에서 실행되는 선호하는 디지털 시뮬레이터를 선택할 수 있는 기능을 갖춘 Siemens EDA는 매력적인 제안을 제공하는 것으로 보입니다. 그들의 시뮬레이션 기술은 지난 5년 동안 시간 테스트를 거쳤으며 많은 Tier 1 채택자를 보유하고 있습니다. 따라서 혼합 신호 처리 시간을 개선해 보는 것은 어떨까요?
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- 출처: https://semiwiki.com/eda/341021-mastering-mixed-signal-verification-with-siemens-symphony-platform/
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