O projeto e a verificação digital são bem compreendidos pelos fornecedores de EDA e projetistas de IC; no entanto, o projeto e a verificação de sinais mistos são mais desafiadores, porque a natureza contínua dos sinais analógicos exige mais recursos computacionais e habilidades de projeto especializadas. A Siemens EDA tem uma oferta única no que eles chamam Sinfonia, pois conecta os simuladores digitais comerciais mais populares ao seu Analog Fast SPICE (AFS) simulador de circuito para permitir simulação de sinais mistos com rapidez e precisão. Participei de um webinar sobre o Symphony no mês passado e descrevi minhas descobertas neste blog. Se você perdeu, agora você pode assistir ao webinar sob demanda: Symphony para verificação de sinais mistos.
Symphony é um simulador de sinal misto que se encaixa na plataforma Siemens EDA Custom IC Verification que consiste em um ambiente de design, conjunto de caracterização e validação de IP.
O projeto de sinais mistos é responsável por 85% do projeto de IC começa hoje, por IBS pesquisa e exemplos de categorias de produtos incluem: 5G, automotivo, IA, HPC, IoT. Os simuladores de circuito SPICE fornecem a mais alta precisão de simulação no nível do transistor, mas os tempos de execução são longos. Os simuladores digitais são rápidos e de alta capacidade, mas não levam em conta os analógicos. A simulação de sinais mistos combina blocos analógicos de alta precisão com blocos digitais, permitindo verificação.
Na verificação de sinais mistos, é importante detectar erros de especificação de conectividade de nível superior, encontrar erros de comportamento elétrico e, em última análise, verificar se as métricas de desempenho foram atendidas. Os projetistas de sinais mistos desejam ferramentas de verificação que tenham precisão dourada do SPICE, sejam fáceis de usar e configurar, permitam metas de depuração e cobertura e que reutilizem a infraestrutura de verificação.
A plataforma Symphony da Siemens EDA utiliza AFS XT como solucionador analógico, é escalonável para até 16 núcleos, oferece suporte a simulações pós-layout e oferece verificação e depuração avançadas. Anunciado pela primeira vez há 5 anos, o Symphony continua a crescer em popularidade com mais de 100 clientes até o momento. O Symphony tem um bom desempenho em relação aos concorrentes, mostrando melhorias de velocidade de 2X a 8X para circuitos de sinais mistos como: oscilador HF, PLL, SerDes, Video TxRx, ADC de áudio e sensores de imagem CMOS.
Todas as principais fundições certificaram a precisão do silício do AFS em nós de processo de 0.5u a 2nm: TSMC, ST, Samsung, Intel, Global Foundries, UMC. Symphony trabalha com simuladores digitais que modelam VHDL, Verilog e System Verilog: Este, VCS, Incisivo, Xcelium. Os engenheiros podem simular o Symphony usando o modo em lote, linha de comando ou interativamente com uma GUI.
Ao combinar uma netlist HDL digital com uma netlist analógica, é necessário um elemento de limite (BE) para conexões unidirecionais ou bidirecionais e, com o Symphony, os BEs são integrados e podem ser parametrizados, portanto, os engenheiros não escrevem nenhum código. Os sinais analógicos podem ser acessados nos módulos Verilog ou System Verilog usando funções de acesso analógico. Os estados Hi-Z também são detectados durante a simulação de sinais mistos.
Simulações com o Symphony podem ter um instantâneo tirado e depois restaurado para simulações subsequentes, economizando valiosos recursos de simulação para sua equipe. Para melhorar a depuração existem recursos no Symphony para navegar por todos os BEs e até mesmo controlar a simulação usando código Tcl de forma interativa.
A NVIDIA compartilhou na conferência de usuários da Siemens 2018 como eles usaram o Symphony para realizar verificação de sinal misto de uma interface PHY de GPU de alta velocidade, observando melhorias na velocidade de simulação entre 2X e 12X em relação às ferramentas anteriores. A Invensense relatou que o Symphony fez simulação de ruído para um ADC multi-inclinação com uma aceleração de 2X a 5X em comparação com outros simuladores. A Analog Value apresentou no DVCon 2021 como eles fizeram uma simulação de modo misto ADC com resultados de Monte Carlo usando 6,590 simulações a menos do que a força bruta.
A parte final do webinar foi uma demonstração ao vivo de Mina Zaki da Siemens EDA, primeiro usando a linha de comando com uma netlist digital no topo, depois outro exemplo com analógico no topo. Os resultados do Solido Waveform Analyzer foram mostrados para um exemplo de PLL.
No terceiro exemplo de demonstração, eles mostraram como os valores BE poderiam ser alterados de 2.6V para 1.2V para obter os resultados de simulação adequados.
Resumo
Sim, o projeto e a verificação de sinais mistos são uma tarefa de engenharia difícil, mas com o ambiente de ferramentas certo como o Symphony e a capacidade de escolher seu simulador digital preferido rodando com AFS, parece que a Siemens EDA tem uma oferta atraente. Sua tecnologia de simulação foi testada ao longo dos últimos cinco anos e tem muitos adotantes de nível um, então por que não tentar melhorar os tempos de resposta de sinais mistos?
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- Fonte: https://semiwiki.com/eda/341021-mastering-mixed-signal-verification-with-siemens-symphony-platform/
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