《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一种基于Quantus-reduce加速模拟仿真验证分析的解决方案
2023年电子技术应用第8期
李嘉欣1,2,3,黄亚平1,2,3,胡劼1,2,3,凌秋婵4,杨晓晨4
(1.深圳市中兴微电子技术有限公司,广东 深圳 518055;2.射频异质异构集成全国重点实验室,广东 深圳 518060; 3.移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室,广东 深圳 518055;4.上海楷登电子科技有限公司,上海 200120)
摘要: 随着半导体技术的进步,芯片的设计规模不断扩大,这使得电路设计需要考虑的寄生效应更加复杂,电路的后仿真工作也变得更加繁重。介绍了如何应用Cadence公司的寄生抽取工具Quantus进行post-layout寄生抽取,利用Quantus的Standalone Reduction (简称Qreduce)功能对后仿网表进行精简,以达到缩减网表的规模,提高仿真速度的目的。Cadence的Qreduce功能是通过数学的运算,将RC网络进行等效运算,以减少节点,从而达到缩减网表的规模,但同时保证了不会对精度造成比较大的损失。从后仿网表的缩减程度、仿真精度的影响、仿真速度以及内存消耗等方面进行论述,给出关键对比指标。
中圖分類號(hào):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(guò)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(guò)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(lái)的是需要考慮更加復(fù)雜的寄生效應(yīng)。這對(duì)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(duì)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(wàn)以上的量級(jí),而典型的大型混合信號(hào)電路,寄生RC網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的節(jié)點(diǎn)規(guī)模更是超過(guò)千萬(wàn)甚至上億個(gè)。由此可見(jiàn),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(duì)于后仿真有問(wèn)題的電路進(jìn)行分析和定位的迭代過(guò)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(guò)一些理論來(lái)減小寄生網(wǎng)表的規(guī)模的同時(shí)可以保持相對(duì)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(guò)程可以借助時(shí)下先進(jìn)的EDA工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。Cadence的寄生抽取工具Quantus里的reduce功能,是通過(guò)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(duì)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(duì)后仿網(wǎng)表進(jìn)行精簡(jiǎn),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(duì)后仿真中有問(wèn)題的關(guān)鍵信號(hào)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(guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳 518055;4.上??请娮涌萍加邢薰?,上海 200120)

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