經(jīng)驗(yàn)豐富的 ASIC 工程師可能會告訴項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的初級成員，沒有捷徑可走，尤其是當(dāng)挑戰(zhàn)因素發(fā)揮作用時(shí)，例如：如果設(shè)計(jì)要在現(xiàn)代、激進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)上實(shí)施；或者，如果項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)依賴的半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán) （IP） 可以占芯片的 70% 之多；或者如果 ASIC 有 5 億個(gè)或更多的門；或者，如果項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將部分或全部設(shè)計(jì)委托給合同設(shè)計(jì)公司，他們可以省去很多細(xì)節(jié)，但信任一個(gè)單獨(dú)的組織。在任何這些情況下走捷徑都可能出錯(cuò)。

然而，這并不意味著沒有途徑可以簡化設(shè)計(jì)過程。每次確保項(xiàng)目成功都需要使用基于多年實(shí)踐項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)，以確保每個(gè)項(xiàng)目都按計(jì)劃進(jìn)行并實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。因此，以下重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì) ASIC 設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)和實(shí)施已成為工程師和管理人員重要資源的決策。

設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)簡化流程

設(shè)計(jì)公司在設(shè)計(jì)芯片時(shí)有許多目標(biāo)，從實(shí)現(xiàn)最高性能設(shè)計(jì)到在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)，同時(shí)保持高質(zhì)量。

ASIC 設(shè)計(jì)人員通常比 FPGA 設(shè)計(jì)人員需要考慮更多。例如，大部分設(shè)計(jì)可以由第三方 IP 或以前實(shí)現(xiàn)的代碼片段組成。此外，工藝技術(shù)變得越來越小，而門數(shù)繼續(xù)增加，使得驗(yàn)證（或驗(yàn)證 ASIC 是否按預(yù)期工作）成為必要。

因此，ASIC 設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)的目標(biāo)是以最小的開銷提供項(xiàng)目的一致性，以便所有設(shè)計(jì)都以可預(yù)測的方式進(jìn)行。

隨著新的半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展，每個(gè)設(shè)計(jì)都受到越來越復(fù)雜的工具鏈的影響。項(xiàng)目管理的一個(gè)困難和對一致性的威脅是每個(gè)工程師對設(shè)計(jì)應(yīng)該如何通過工具有不同的想法。例如，個(gè)別工程師喜歡通過調(diào)用工具和管理結(jié)果的腳本來自動化他們的 ASIC 設(shè)計(jì)部分的流程。他或她可能有一個(gè)腳本例程，有助于簡化詳細(xì)時(shí)序分析的輸出結(jié)果。如果管理不當(dāng)，這可能會導(dǎo)致“簡歷依賴”，即每個(gè)項(xiàng)目都根據(jù)工程師的歷史、技能和突發(fā)奇想進(jìn)行管理。如果發(fā)生這種情況，如果工程師加入或離開公司，每個(gè)項(xiàng)目都會面臨風(fēng)險(xiǎn)，并且很難將工程師從一個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到另一個(gè)項(xiàng)目。

ASIC 設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)是一個(gè)基于軟件的平臺，它提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的、一致的方式來進(jìn)行所有設(shè)計(jì)（圖 2），通過使用不同的模塊來平衡所有項(xiàng)目的需求，包括數(shù)據(jù)管理器、構(gòu)建管理器、分析儀和監(jiān)視器。

圖 2： ASIC 設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)為每個(gè)設(shè)計(jì)提供一致的格式。例如，其中一個(gè)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)管理器、構(gòu)建管理器以及分析器和監(jiān)視器。

文件、文件和更多文件

在項(xiàng)目的生命周期中，將使用和創(chuàng)建許多文件，并調(diào)用許多工具，分析結(jié)果并用于確定下一步做什么。設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)通過在整個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)過程中提供一致的方法和流程來自動化和管理這個(gè)過程。

ASIC 設(shè)計(jì)中的事情很容易出錯(cuò)，并且很容易相信其他人已經(jīng)完成的先前工作。從腳本到代碼再到庫文件，在不檢查所有內(nèi)容的情況下繼續(xù)進(jìn)行可能會產(chǎn)生可能導(dǎo)致返工的問題。

種類繁多的庫文件就是一個(gè)很好的例子，尤其是當(dāng)?shù)谌?IP 與反映不同過程變體和角落的大量文件一起使用時(shí)。即使有已建立的流程，在這些文件中發(fā)現(xiàn)軟件錯(cuò)誤也并不罕見，并且存在真正的風(fēng)險(xiǎn)，即直到項(xiàng)目后期才能發(fā)現(xiàn)此類錯(cuò)誤。由于庫文件和數(shù)據(jù)的變體如此之多，很容易錯(cuò)誤地使用錯(cuò)誤的變體，因此需要一種管理修訂控制的方法。

通常，這些庫文件是通過從原始位置復(fù)制到項(xiàng)目的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中來手動管理的，這很容易出錯(cuò)。文件名或目錄名可能指示哪些文件，但這些名稱可能與文件中的內(nèi)容無關(guān)，并且實(shí)際上可能是錯(cuò)誤的。這就是設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)可以通過自動定位、審查和存儲項(xiàng)目的所有輸入文件來提供幫助的地方。它解析（分析、組織和分發(fā)）文件的內(nèi)容，以確保不會發(fā)生錯(cuò)誤。它強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)文件結(jié)構(gòu)，因此可以在設(shè)計(jì)階段的早期發(fā)現(xiàn)潛在問題，而不是在它們可能影響進(jìn)度和成本時(shí)發(fā)現(xiàn)。

自動化分析在設(shè)計(jì)的早期審查中起著至關(guān)重要的作用。掃描所有設(shè)計(jì)和 IP 文件以提取層次結(jié)構(gòu)、跟蹤時(shí)鐘并檢查模塊連接性。來自這些早期分析的信息有助于設(shè)計(jì)工程師將精力集中在設(shè)計(jì)中更有問題的領(lǐng)域。

自動優(yōu)化

完成預(yù)設(shè)計(jì)分析后，即可繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。構(gòu)建管理器和分析器模塊是此階段的重要組件。構(gòu)建管理器封裝了整個(gè) ASIC 流程，確保每個(gè)項(xiàng)目都具有相同的結(jié)構(gòu)。個(gè)別工程師不維護(hù)自己的構(gòu)建腳本。相反，設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)自動生成構(gòu)建腳本（程序指令集）并為用于設(shè)計(jì) ASIC 的 EDA 工具所需的所有各種文件創(chuàng)建工作目錄。

ASIC 設(shè)計(jì)不是一個(gè)線性過程，許多設(shè)計(jì)策略中的哪一個(gè)可能最有效可能并不明顯。構(gòu)建經(jīng)理創(chuàng)建并運(yùn)行一系列不同的設(shè)計(jì)選項(xiàng)，以便項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以審查它們并找到最佳解決方案。

同時(shí)，分析器執(zhí)行結(jié)果聚合和優(yōu)化（圖 3）。從綜合和仿真到驗(yàn)證和測試的各種電子設(shè)計(jì)工具將生成大量不同的結(jié)果文件，對于人類來說，這些文件不易閱讀，難以識別最緊迫的問題。分析器從文件中提取結(jié)果并將它們匯總在一個(gè)地方，從而更容易查看當(dāng)前構(gòu)建的狀態(tài)。

圖 3：分析器模塊從文件中提取結(jié)果并將它們匯總在一個(gè)地方。

實(shí)現(xiàn) ASIC 頂層

借助設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)，ASIC 設(shè)計(jì)中的各個(gè)模塊可以直接實(shí)現(xiàn)。每個(gè)工程師都從平面圖中分配了一塊不動產(chǎn)，假設(shè)有足夠的硅區(qū)域可以工作，則該區(qū)域內(nèi)的布局和布線可以順利進(jìn)行。它需要額外的邏輯和互連來將塊連接到一個(gè)單一的設(shè)計(jì)中頂級，這可能具有挑戰(zhàn)性。

在設(shè)計(jì)平面圖時(shí)，為頂層 ASIC 集成留出空間以確保頂層邏輯（組件）能夠適應(yīng)通道是至關(guān)重要的。這些添加的組件必須填充到成品塊周圍和穿過的通道中。

根據(jù)大小和復(fù)雜性，一個(gè)芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目可能涉及少數(shù)到數(shù)十名工程師，他們同時(shí)在不同的模塊上工作。項(xiàng)目經(jīng)理希望了解項(xiàng)目的不同方面是如何進(jìn)行的。

顧名思義，監(jiān)控模塊對每個(gè)設(shè)計(jì)活動的當(dāng)前狀態(tài)具有持續(xù)可見性。由于它在后臺工作，它使管理人員可以了解進(jìn)度，而不會干擾和減慢設(shè)計(jì)工作。任何可識別的問題都將可見。因?yàn)樗鼈儽患霸绨l(fā)現(xiàn)，所以它們可以及早修復(fù)，隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，進(jìn)度表不太可能出現(xiàn)。

到達(dá)終點(diǎn)線

流片是項(xiàng)目中最關(guān)鍵的時(shí)間，必須解決對設(shè)計(jì)的任何最終更改。其中包括 ECO（對網(wǎng)表的更改）和 DCO（對 RTL 代碼的更改）（參見圖 4）。在理想情況下，對設(shè)計(jì)的所有更改都將在流片之前就位。實(shí)際上，最終設(shè)計(jì)變更將被識別并且必須在最終流片之前解決，這是設(shè)計(jì)過程的預(yù)期部分。

設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)應(yīng)該能夠適應(yīng)最后一刻的更改并將它們合并到設(shè)計(jì)中，而無需返回并重新開始。由于設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)可以直接訪問所有項(xiàng)目數(shù)據(jù)，它可以快速接受設(shè)計(jì)更改并使用新數(shù)據(jù)自動重新運(yùn)行設(shè)計(jì)。

圖 4：設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)可以適應(yīng)最后一刻的更改并將它們合并到設(shè)計(jì)中。

贏得高風(fēng)險(xiǎn)的 ASIC 設(shè)計(jì)游戲

ASIC 設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)是巨大的，從失去市場機(jī)會和收入到公司因設(shè)計(jì)失敗而倒閉。在冒險(xiǎn)走捷徑時(shí)，很多事情都會出錯(cuò)。通過建立標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目流程和結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以自信地參與每個(gè)新項(xiàng)目，相信它將以可預(yù)測、有序的方式進(jìn)行——這比走捷徑要好得多。該過程應(yīng)包括設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)的實(shí)施。例如，Uniquify 開發(fā)并實(shí)施了 Perseus，這是一個(gè)構(gòu)成項(xiàng)目主干的設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)是設(shè)計(jì)師和管理者的關(guān)鍵資源。

審核編輯：郭婷