隨著流程節(jié)點(diǎn)的縮小，復(fù)雜性、成本和整體風(fēng)險(xiǎn)也在增加。曾經(jīng)可以接受的工藝可變性現(xiàn)在隨著工作電壓的降低而成為一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目。簡(jiǎn)單地增加設(shè)計(jì)裕量會(huì)使芯片失去競(jìng)爭(zhēng)力。曾經(jīng)被忽視的物理效應(yīng)現(xiàn)在也變得至關(guān)重要。互連的影響不能再基于簡(jiǎn)單的電路拓?fù)溥M(jìn)行建模。布局工具必須具有時(shí)序感知能力，時(shí)序分析工具必須能夠識(shí)別布局。

為高級(jí)工藝節(jié)點(diǎn)構(gòu)建、操作和提供所有必需的建模和基礎(chǔ)設(shè)施所需的工作量也呈爆炸式增長(zhǎng)。如下圖所示，隨著工藝節(jié)點(diǎn)的發(fā)展，能夠有效滿足所有這些需求的代工廠數(shù)量大幅減少。

晶圓廠數(shù)量大幅減少。

在這種高成本和高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)的背景下，EDA軟件必須提供所需的精度。此外，由于涉及巨大的時(shí)間和成本壓力，這些工具必須以合理的運(yùn)行時(shí)間和計(jì)算資源完成工作。此過(guò)程中最關(guān)鍵的步驟之一是時(shí)序簽核。人們始終非常關(guān)注密度和功耗優(yōu)化，但除非滿足時(shí)序要求，否則設(shè)計(jì)將無(wú)法成功實(shí)現(xiàn)其預(yù)期應(yīng)用。現(xiàn)在讓我們來(lái)看看 Synopsys PrimeTime 解決方案使用的一些技術(shù)，這些技術(shù)在性能和準(zhǔn)確性之間取得適當(dāng)?shù)钠胶猓詽M足高級(jí)節(jié)點(diǎn)時(shí)序簽核的需求。

片上參數(shù)變化
從歷史上看，如果芯片在“慢”角和“快速”角通過(guò)時(shí)序，則時(shí)序被視為閉合。今天，有太多的時(shí)序變量，時(shí)序裕量太緊，這樣的方法行不通。相反，使用依賴于延遲/過(guò)渡/約束變化建模的統(tǒng)計(jì)延遲分布方法。參數(shù)片上變異 （POCV） 技術(shù)使用存儲(chǔ)為統(tǒng)計(jì)量的值，并且分布通過(guò)分析作為獨(dú)立的隨機(jī)變量傳播。

為了支持提高精度，包含早期/晚期格式以及矩格式的標(biāo)準(zhǔn) Liberty 變體格式 （LVF） 與 PrimeTime LVF 流一起使用。矩格式支持非對(duì)稱或非高斯分布，包括統(tǒng)計(jì)矩（標(biāo)準(zhǔn)差、偏度和非中心平均值）。這有助于增強(qiáng) Synopsys IC Compiler II 解決方案與 PrimeTime 之間的時(shí)序相關(guān)性。例如，在以 <5.0 V 工作電壓運(yùn)行的 5 nm 技術(shù)的 PrimeTime 與 SPICE 相關(guān)性研究中，PrimeTime 能夠使用矩格式實(shí)現(xiàn)與 SPICE 的 1.6% 標(biāo)準(zhǔn)偏差的相關(guān)性。

互連變化建模
在高級(jí)節(jié)點(diǎn)，小區(qū)延遲/變異裕度繼續(xù)縮小。為了提高精度，對(duì)西格瑪?shù)木植孔兓徒殿~因子的全局變化（對(duì)于金屬）進(jìn)行了建模。這些降額系數(shù)包括電阻因數(shù)和電容因數(shù)。在被認(rèn)為是局部通孔變化的情況下，建模使用一個(gè)單獨(dú)的文件進(jìn)行，該文件為每個(gè)通孔層提供每個(gè)區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

多輸入切換 對(duì)于傳統(tǒng)的多輸入切換
（MIS），系數(shù)用于模擬這些效應(yīng)。對(duì)于高級(jí)節(jié)點(diǎn)，此近似值被分解。先進(jìn)的MIS技術(shù)根據(jù)每個(gè)輸入的擺動(dòng)/負(fù)載/偏斜計(jì)算影響，并支持大多數(shù)組合單元。與不太準(zhǔn)確的MIS模型相比，這種方法與SPICE的相關(guān)性有所提高。借助PrimeTime先進(jìn)的MIS技術(shù)，建模已經(jīng)證明，與SPICE模型相比，使用該技術(shù)產(chǎn)生的波形可以達(dá)到1%以內(nèi)。

提高性能
基于路徑的分析 （PBA） 已成為基于圖形的分析 （GBA） 的高精度替代方案，因此效率有所提高，悲觀情緒也降低了。PBA 的增強(qiáng)功能包括窮舉 PBA 和無(wú)限模式窮舉 PBA，后者利用具有智能路徑過(guò)濾技術(shù)和緩存的大規(guī)模多線程。PBA 的最新創(chuàng)新之一是基于圖形的優(yōu)化，通過(guò)對(duì)時(shí)序圖的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行密集的重新分析，將 PBA 運(yùn)行時(shí)間提高了 2 到 5 倍。

集成機(jī)器學(xué)習(xí)
機(jī)器學(xué)習(xí) （ML） 技術(shù)可用于生成自己的訓(xùn)練數(shù)據(jù)并動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)。這種方法維護(hù)成本低，因?yàn)樗恍枰獠颗嘤?xùn)或額外資源。ML 算法平衡運(yùn)行時(shí)與準(zhǔn)確性作為總負(fù)松弛 （TNS） 的函數(shù)。在更高級(jí)別的 TNS 中，基于 ML 路徑的分析方法將運(yùn)行時(shí)間大幅縮短了 2 倍到 5 倍。當(dāng)設(shè)計(jì)接近簽核時(shí)，ML PBA 運(yùn)行時(shí)會(huì)收斂到窮舉 PBA 運(yùn)行時(shí)，并且通過(guò)構(gòu)造完全安全簽核。PrimeTime還提供這種基于ML的技術(shù)，以提供功率恢復(fù)加速，從而將電力ECO操作提高多達(dá)4倍。

同步多電壓 同步多電壓
（SMV） 是 PrimeTime 中使用的一種技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)單次運(yùn)行動(dòng)態(tài)電壓和頻率縮放 （DVFS） 跨域分析。這大大加快了對(duì)具有各種電壓電平和時(shí)鐘頻率的設(shè)計(jì)的分析速度。例如，在具有五個(gè)電壓電平和五個(gè)時(shí)鐘頻率的典型分析中，將運(yùn)行 25 個(gè)角。使用SMV，這些彎道將在一次運(yùn)行中完成。

快速感知 ECO 的流程規(guī)則 由于 ECO 可以大大增加設(shè)計(jì)周期，因此執(zhí)行迭代次數(shù)較少的 ECO
會(huì)對(duì)進(jìn)度產(chǎn)生重大影響。借助更具物理意識(shí)的 ECO 流程，實(shí)現(xiàn) ECO 閉合所需的放置和路徑工具所需的迭代次數(shù)更少。PrimeTime 使用路由感知 ECO 流程，具有電網(wǎng)感知、引腳訪問(wèn)驅(qū)動(dòng)和引腳跟蹤對(duì)齊功能。對(duì)于 7nm 及以下，還有其他功能可確保 ECO 閉合，包括通過(guò)梯形圖支持、點(diǎn)接觸規(guī)則支持和上下文感知泄漏。

用戶界面 圖形用戶界面
（GUI） 的可用性對(duì)任何 EDA 工具的整體生產(chǎn)力都有很大的影響。PrimeTime的ECO GUI支持完整的簽核驅(qū)動(dòng)的物理/布局編輯，其中包括全芯片容量密度圖，可用于分析ECO的影響。這種方法允許交互式 ECO 編輯，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中的編輯和 ECO GUI 中的移動(dòng)單元格會(huì)提供有關(guān)性能變化的即時(shí)反饋。

審核編輯：郭婷