在過去18個月中，便攜式(和更智能的)手機、GPS系統(tǒng)和多媒體設(shè)備呈爆炸式增長，給電子器件供應(yīng)商帶來了難以置信的發(fā)展?jié)摿Α５S著市場機會的增加，同樣也給他們帶來了更大的壓力，這些壓力表現(xiàn)在要比以前更快的提供高性能、低功率和可靠解決方案，同時設(shè)計尺寸卻越來越小。
這種新的模擬-混合信號設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)包括越來越短的開發(fā)周期，越來越高的價格壓力，更小尺寸的代工工藝(可以大批量生產(chǎn)更低成本的芯片)，急劇增大的前端開發(fā)成本，以及對“一次就做對”設(shè)計方法的迫切需要。
正因為如此，半導(dǎo)體公司被迫在單芯片上集成更多的技術(shù)，導(dǎo)致差錯率出現(xiàn)的可能性比以前更高。為了證明對更小尺寸工藝投資的正確性，人們最關(guān)心的是獲得可制造性產(chǎn)品、創(chuàng)建每個晶圓可生產(chǎn)出足夠多合格器件的設(shè)計所面臨的多次流片風(fēng)險。
基于上述原因，半導(dǎo)體公司正面臨著開發(fā)模擬/混合信號“一次就做對”方法的挑戰(zhàn)。模擬設(shè)計對溫度、噪聲和工藝等變化特別敏感，其敏感性比數(shù)字設(shè)計要強得多。必須針對這些變化全面驗證這些模擬設(shè)計，然后經(jīng)過模塊級表征后在SoC環(huán)境中加以分析。
目前，開發(fā)測試平臺、表征設(shè)計并將設(shè)計發(fā)放到代工廠的工作是由設(shè)計團(tuán)隊負(fù)責(zé)的。在大多數(shù)情況下，設(shè)計師各自設(shè)計不同的模塊，并決定執(zhí)行哪些分析、測試哪些參數(shù)以及何時宣布設(shè)計可以被集成。設(shè)計團(tuán)隊共享很少的IP。由于在模擬設(shè)計流程中沒有用于檢查各個階段一致性的標(biāo)準(zhǔn)流程，因此幾乎沒有設(shè)計IP可以被復(fù)用。
模擬設(shè)計師決定應(yīng)該遵循哪些參數(shù)，但在流片前的最后幾天內(nèi)，他們沒有時間重新運行所有的分析。因此，只能由工程師決定應(yīng)運行哪些測試子集。
從設(shè)計師的觀點看，執(zhí)行這些任務(wù)的工具幾乎沒有變化。在非常特殊的情況下，新的SPICE仿真器的執(zhí)行速度可能比傳統(tǒng)工具快3倍、5倍甚至10倍。不過一般來說，它們在使用上有一定的針對性，總的仿真時間并沒有顯著的縮短。總之，能讓設(shè)計師顯著提高效率的新工具目前還沒有普及。
那么新的模擬設(shè)計流程應(yīng)該是什么樣的呢？
一個統(tǒng)一的模擬/混合信號設(shè)計方法該如何幫助當(dāng)前的模擬設(shè)計師呢？首先也是最重要的是，他們需要一個基于圖形用戶接口的模擬/混合信號設(shè)計驗證流程。在某些情況下，許多公司親自開發(fā)這些驗證流程，他們通過編譯標(biāo)準(zhǔn)腳本對流片前的設(shè)計進(jìn)行徹底測試。但是，由于他們依據(jù)的是現(xiàn)有的測試平臺技術(shù)和仿真技術(shù)，他們注定要失敗，因為這樣做將導(dǎo)致無法克服的流片進(jìn)度延遲。
也許最重要的是，這種統(tǒng)一的模擬方法必須利用高級工程師的經(jīng)驗，才能創(chuàng)建出能被任何設(shè)計這些模塊的人使用的有效和高效的測試套件，也就是說，要掌握公司的現(xiàn)有模擬專業(yè)知識，以便在結(jié)構(gòu)化的、且更正式的方法中得到復(fù)用。這種新的統(tǒng)一模擬技術(shù)必須認(rèn)識到，在設(shè)計模式中各種極端變化情況需要在最高效的仿真器上運行，自動將不同的分析類型應(yīng)用于適當(dāng)?shù)囊妫⑸羁汤斫庠诹髌暗淖詈髱滋熘小⒈仨氃诎l(fā)放到代工廠前運行的分析子集。實質(zhì)上，目前是由個別設(shè)計師控制著這個一致性步驟。今后我們需要用工具來監(jiān)視和確保這一任務(wù)的完成。
模擬設(shè)計師可從中受益，因為這種方法能通過產(chǎn)生更多復(fù)雜的激勵信號，增加每次仿真的價值，從而以提高仿真器的效率，同時減少對設(shè)計任何部分變化進(jìn)行測試所要求的實際仿真次數(shù)。如果新的模擬方法采用圖形用戶界面，模擬設(shè)計師就可以分析和瀏覽復(fù)雜的設(shè)計與行為問題。
當(dāng)然，這種模擬設(shè)計方法必須包含數(shù)據(jù)管理和管理監(jiān)督/審查功能。特別是這種統(tǒng)一模擬方法應(yīng)有組織地管理所有數(shù)據(jù)，能夠產(chǎn)生支持所有設(shè)計測試環(huán)境特征和結(jié)果的文檔，并允許工程管理者針對他們的設(shè)計來獨立地決定正確的仿真器、波形瀏覽器和代工工藝。這種方法應(yīng)采用強大的調(diào)試環(huán)境對測試平臺進(jìn)行全面的資格認(rèn)證，并在推出待測設(shè)備(DUT)(包括標(biāo)準(zhǔn)實驗室測試設(shè)備的接口)之前進(jìn)行分析。標(biāo)準(zhǔn)實驗室測試設(shè)備可以用來分析硅片行為，并將仿真結(jié)果關(guān)聯(lián)到實際探測數(shù)據(jù)，同時利用這些信息來改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的一致性測試套件。項目設(shè)計經(jīng)理需要一種機制，以便通過觀察分析運行狀態(tài)和成功/失敗的結(jié)果來觀察所有設(shè)計的進(jìn)程。同樣這些項目設(shè)計經(jīng)理還希望能采用一種設(shè)計復(fù)用的方法，通過快速修改現(xiàn)有規(guī)范并運行指定的測試集來驗證準(zhǔn)備復(fù)用的現(xiàn)有設(shè)計的適用性。
