《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種基于Quantus-reduce加速模擬仿真驗(yàn)證分析的解決方案
2023年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
李嘉欣1,2,3,黃亞平1,2,3,胡劼1,2,3,凌秋嬋4,楊曉晨4
(1.深圳市中興微電子技術(shù)有限公司,廣東 深圳 518055;2.射頻異質(zhì)異構(gòu)集成全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳 518060; 3.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)多媒體技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳 518055;4.上海楷登電子科技有限公司,上海 200120)
摘要: 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,芯片的設(shè)計(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大,這使得電路設(shè)計(jì)需要考慮的寄生效應(yīng)更加復(fù)雜,電路的后仿真工作也變得更加繁重。介紹了如何應(yīng)用Cadence公司的寄生抽取工具Quantus進(jìn)行post-layout寄生抽取,利用Quantus的Standalone Reduction (簡稱Qreduce)功能對后仿網(wǎng)表進(jìn)行精簡,以達(dá)到縮減網(wǎng)表的規(guī)模,提高仿真速度的目的。Cadence的Qreduce功能是通過數(shù)學(xué)的運(yùn)算,將RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行等效運(yùn)算,以減少節(jié)點(diǎn),從而達(dá)到縮減網(wǎng)表的規(guī)模,但同時(shí)保證了不會(huì)對精度造成比較大的損失。從后仿網(wǎng)表的縮減程度、仿真精度的影響、仿真速度以及內(nèi)存消耗等方面進(jìn)行論述,給出關(guān)鍵對比指標(biāo)。
中圖分類號:TN402 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.239803
中文引用格式: 李嘉欣,黃亞平,胡劼,等. 一種基于Quantus-reduce加速模擬仿真驗(yàn)證分析的解決方案[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2023,49(8):42-46.
英文引用格式: Li Jiaxin,Huang Yaping,Hu Jie,et al. A solution to accelerate simulation verification and analysis based on Quantus-reduce[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(8):42-46.
A solution to accelerate simulation verification and analysis based on Quantus-reduce
Li Jiaxin1,2,3,Huang Yaping1,2,3,Hu Jie1,2,3,Ling Qiuchan4,Yang Xiaochen4
(1.Sanechips Technology Co.,Ltd., Shenzhen 518055, China; 2.National Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration,Shenzhen 518060, China; 3.State Key Laboratory of Mobile Network and Mobile Multimedia Technology,Shenzhen 518055, China; 4.Cadence Design Systems, Inc., Shanghai 200120, China)
Abstract: With the continuous development of semiconductor technology, the scale of chip design is increasing. That makes much more complicated parasitic need to be considered in designs and also makes post-simulation cost much more loading. This article will discuss how to use Cadence's parasitic extraction tool Quantus for post-layout parasitic extraction, and use Quantus' Standalone Reduction(Qreduce) function to simplify the post-imitation netlist to reduce the size of the netlist and increase the speed of simulation. Cadence's Qreduce function is to perform equivalent operations on the RC network through mathematical operations to reduce the number of nodes, thereby reducing the size of the netlist, but at the same time ensuring that the accuracy will not cause a relatively large loss. This article will discuss the degree of post-simulation netlist reduction, the impact of simulation accuracy, simulation speed and memory consumption, and give key comparison indicators.
Key words : Qreduce;post-simulation netlist;simulation accuracy;simulation speed

0 引言

在電路設(shè)計(jì)中,模擬仿真是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。通過模擬仿真,設(shè)計(jì)人員可以驗(yàn)證電路的功能和性能,以確保電路的正確性和可靠性。經(jīng)過幾十年的半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)今工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)步入2 nm時(shí)代,F(xiàn)inFet工藝也得到廣泛的成熟的應(yīng)用。這使得芯片的集成度大大提高,隨之而來的是需要考慮更加復(fù)雜的寄生效應(yīng)。這對設(shè)計(jì)人員提出更高的要求,也使得電路仿真驗(yàn)證和分析的工作更加繁重。以一個(gè)中等規(guī)模的電路設(shè)計(jì)為例,對實(shí)際版圖進(jìn)行寄生抽取以后所得的后仿網(wǎng)表,往往都包含了大量復(fù)雜的寄生RC網(wǎng)絡(luò),需要仿真器求解的電路節(jié)點(diǎn)也動(dòng)輒會(huì)達(dá)到百萬以上的量級,而典型的大型混合信號電路,寄生RC網(wǎng)絡(luò)帶來的節(jié)點(diǎn)規(guī)模更是超過千萬甚至上億個(gè)。由此可見,電路后仿真將會(huì)是一件非常消耗時(shí)間和內(nèi)存的事情,而對于后仿真有問題的電路進(jìn)行分析和定位的迭代過程也將會(huì)變得非常困難,這也使得電路后仿成為整個(gè)設(shè)計(jì)周期的一個(gè)瓶頸。因此,人們希望通過一些理論來減小寄生網(wǎng)表的規(guī)模的同時(shí)可以保持相對較高的精度,以達(dá)到高效的工作效率,縮短Turnaround Time(TAT)。這個(gè)過程可以借助時(shí)下先進(jìn)的EDA工具來實(shí)現(xiàn)。Cadence的寄生抽取工具Quantus里的reduce功能,是通過先進(jìn)的算法,將RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)等效運(yùn)算,以減少節(jié)點(diǎn),從而達(dá)到縮減網(wǎng)表的規(guī)模,但同時(shí)保證了不會(huì)對精度造成比較大的損失[1]。本文將會(huì)論述如何應(yīng)用Cadence公司的寄生抽取工具Quantus進(jìn)行post-layout寄生抽取,利用Quantus的Qreduce功能對后仿網(wǎng)表進(jìn)行精簡,以達(dá)到縮減網(wǎng)表規(guī)模,提高仿真速度的目的;同時(shí)可以計(jì)算Device到Device之間的等效電阻、Net到Net之間的等效電容、Net上的總電容,方便對后仿真中有問題的關(guān)鍵信號路徑進(jìn)行debug分析。



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作者信息:

李嘉欣1,2,3,黃亞平1,2,3,胡劼1,2,3,凌秋嬋4,楊曉晨4

(1.深圳市中興微電子技術(shù)有限公司,廣東 深圳 518055;2.射頻異質(zhì)異構(gòu)集成全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳 518060;
3.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)多媒體技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳 518055;4.上海楷登電子科技有限公司,上海 200120)

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