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建立专业化高效的SoC设计实现流程

2020/10/26    来源:芯的物語    作者:芯的物语      
关键字:SoC设计  
集成电路设计界随着工艺向7nm/5nm的演进以及系统应用需求驱动SoC设计复杂度的几何级数提升,Design House的产品开发体制和IC产品化设计流程越发凸显其重要性。

   集成电路设计界随着工艺向7nm/5nm的演进以及系统应用需求驱动SoC设计复杂度的几何级数提升,Design House的产品开发体制和IC产品化设计流程越发凸显其重要性。其实一直以来,SoC项目研发生产力水平,设计产出质量控制,人力资源成本效能的不断提升等方面的问题都一直困扰着研发技术团队不成熟,经验缺失以及相关设计各流程,各阶段,各领域无核心掌控能力技术骨干的初创型设计企业和不少政府性质的科研机构和大学。

    产业界实际情况也许更糟,设计关键环节不断的出错(BUG),关键环节间无休止的设计迭代(Design Iteration),为这些致命问题的埋单导致项目进度一拖再拖,项目管理和风险控制突发事件层出不穷,鸡飞狗跳,进而研发团队被折磨的人困马乏,疲于奔命,非常易于陷入无实质意义的消耗。

    从某种意义上讲,IC设计初创企业往往从内涵和核心价值积累来看,通常是某一系统应用领域或者底层黑科技方面有排他性竞争性知识产权核心技术,而到了芯片设计和实现层面,往往是非常完善的方法学和环环相扣的严谨设计流程构建其底层结构Infrastructure

    而这些主要体现在浓缩大量实践经验和方法学的设计流程Design Flow里面,初创型IC Fabless Design House往往缺乏大量的实际SoC工程经验去建立和系统化设计流程,这非常类似于苹果在产品系统构架,用户体验,创新型设计以及消费理念引导和硬件代工富士康之间的关系,产线和流程是非常死的,但却是富士康常年经验实践打磨的结果,它可以让大部分工人接受一定程度的规则培训,进而依靠该产线和流程生产出品质稳定,良率优秀的满足苹果系统和用户体验的最终产品。

    所以,对于设计企业而言,SoC实现环节的角色和任务就是例子中富士康所承担的任务和环节,所以提高设计产出率,降低缺陷和错误风险,减少不必要迭代的核心抓手在于:依靠丰富经验的专业人员建立一套适合本公司产品并可以持续改进和优化的设计流程至关重要。流程和基于流程的开发体制衍生的项目管理体系,恰恰可以极大弱化初创公司IC实现团队的2点共性缺陷。1-大量缺乏相关经验的初级设计工程师;2-团队因为项目复杂度人员膨胀后经验,技术和专业性的参差不齐。

    01 设计开发流程覆盖那些关节

图1

   上图是一个完整覆盖从应用想法-Aplication Ideas到硅实现的完整过程, 分1-方案阶段;2-ESL设计周期;3-Chip设计集成与IP资源整合;4-芯片设计功能验证与仿真;5-芯片硅物理实现(通常我们所说的版图设计,功能和时序收敛以及片上硅物理规则验证)

    02 流程设计关注点-即:值得建立开发流程的环节

图2

    实现-Implementation和验证-Verification 一直是IC设计实现相辅相成的2条并行线,是所有看似不同SoC项目的共同性任务和环节(Common Segment), 是实现流程建立首先需要要完成的部分。

一个专业化出色的SoC设计流程应该具备那些特质?

    前瞻性 - Predictable

    流程可以辅助设计者有能力迅速定位深亚微米VDSM设计中的各种潜在影响因素,并确定这些影响是否成为达成设计最终目标的障碍

    完整性 - Integrated

    保证流程中各个环节EDA工具的衔接及协同有效, 设计高效性是有流程完整性带来的

    模块化 - Modular

    流程功能合理切割并模块化以包容不同的项目需求和方法学需求

    可重定位性 - Retarget

    可应对不同不同IC产品的各个工艺节点

    可定制化 - Customizale

    针对特定的设计要求灵活定制化流程的能力

    可自动化 - Automatication

    易于多次重复运行,并将关键设定配置固化于流程中对此回归执行

建立专业化流程所面临的现实挑战 - 我们的观点

    合作开发,协同设计带来的跨地理区域或者远程分布设计团队协同开发的要求

    流程需要轻松的共享设计数据和流程,方法学体制以及开发底层构架环境

    关键研发项目周期驱动设计团队采取高效流程的挑战

    快速的“Time-to-Productivity”需求

    越来越多样化,形形色色的由系统定义给SoC的设计需求

    大范围的应用需求带来芯片级多样性设计要求,不同的工艺节点,设计资源库等等

    来源于市场商务的要求也急需流程高效化以应对这种市场化竞争的挑战

    就是需要最大化设计者的工作和产出效率,最小化公司耗费的支持成本

    创业型IC设计企业所必需的“一次投片成功”的承诺是市场和股东极其看重的

    流程提供风险识别,预测和规避机制以及可重复自动化使用的高效性

    关键研发项目周期驱动设计团队采取高效流程的挑战

建立,使用和维护好一个高端设计流程是设计生产力提升和爆发的必须经历的过程

    流程执行中有效预见是否能满足最终设计要求,设计指标,设计性能

    是否有能力确认目前使用的设计流程是否适配于下一个项目?是否需要对流程做适当的调整或者某几个步骤的增强,抑或某一设计阶段的全面修改?

    对在一个已启动和激活项目的周期内对所使用的设计流程做出优化调整

    把新版EDA软件工具的新功能,新特性及时更新到设计流程中去

    对在一个已启动和激活项目的周期内对所使用的设计流程做出优化调整

    流程脚本的开发与实时更新

    流程基于最新版工具和新的设计方法学对项目设计资源(设计人员,计算资源,项目进度和周期等等)做合理化预算苹评估

    同时流程架构保证任何源于EDA软件工具和方法学的调整与更新都不会打断或者割裂化成熟,传统的工作流程

    03 设计流程的使用和贯彻不是导弹发射,只需一个大大的绿色按钮可以反射后不管

图3

 

我们需要精确定位源于客户的设计要求产生的流程需求,并且重组各步骤,各阶段任务优先级顺序

  • 计算资源硬件平台的独立性

  • 合理有效的使用计算资源

  • 覆盖设计实现与功能验证2大设计流程主线

  • 次序级联化流程步骤开发

  • 支持第三方3rd-party EDA设计工具的融入与契合以及工具版本控制

       通过以上。。。我们应该知道

    对于建立公司完善的开发体制而言,流程开发绝不只是可选项而是必须的

    当今SoC的复杂度需要产品级验证的千锤百炼的设计流程去应对产品进度

    流程必须保证设计每个任务自动化,而不仅仅是给过程模板

  • 关注点定位于紧抓严格定义的设计任务 – 保证任务流程的可重复性

  • 同时又允许设计者可以自由,直接的访问后台原始EDA工具

   完善成熟的流程建立绝不会是一次性的行为。因为工艺, 设计库, IP以及EDA工具一直是随着技术演进而动态变化的,不是一成不变的

    流程在一个设计的生命周期内是需要调整和改变的

    不要遗忘的是……

    培训,支持

    工艺,设计库准备

    需要可信赖的量化方法来实际度量任务进展

    04 流程开发建立,需要既有设计环境积累的孵化

图4

依靠专业团队引入的专业化验证环境构建,优化,开发你的SoC验证流程

图5

依靠规范化的开发架构建设构建

你的未来SoC开发 InfraStructure

总结

    我们专业的技术专家与团队,可以扮演一个虚拟的CAD技术专家角色 - Virtual CAD 为公司芯片产品设计实现优化,建立,完善一套专业化的设计流程,并伴随客户SoC的项目在流程运行的过程中不断成熟化以期最后达到一个高效生产力的设计平台。

    坚执 - 用”芯沟通;以”心“互联 - 的服务理念,坚持为客户产品和设计成功走向市场做踏踏实实的服务者,默默无闻的支持者,辛辛勤勤的贡献者 - 这即是 我们 ”芯の物语“ 价值内涵。

责任编辑:杨培
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