大規(guī)模并行處理可加快分析速度

　　與現(xiàn)有的其他技術(shù)相比較，Voltus集成電路電源完整性分析解決方案在性能、準(zhǔn)確度和設(shè)計收斂方面均有所提高。在性能方面，該工具使用先進的大規(guī)模并行算法，從而使分析速度比同類解決方案快10倍。

　　為了進一步體現(xiàn)這種工具的快速分析性能，下面將以早期測試版客戶提供的位于高級流程節(jié)點的擁有數(shù)億實例的超大規(guī)模設(shè)計場景為例。在對這樣的超大規(guī)模設(shè)計進行分析時，如果運用現(xiàn)有的生產(chǎn)流程，分層的靜態(tài)和動態(tài)電源簽核需要10天左右才能完成；如果采用Voltus集成電路電源完整性分析解決方案，則可以在32 個CPU上同時進行分析操作，僅耗時26個小時就可以完成分析工作—速度比原來提高了10倍左右，因此可以提前將設(shè)計方案送交制造（圖2）。

　　來看一個靜態(tài)功率分析的案例，在該案例中采用了一個在40nm級節(jié)點擁有2700萬個實例的模擬/混合信號芯片。如果利用現(xiàn)有的生產(chǎn)流程，要完成分析將需要 58個小時。而如果利用Voltus集成電路電源完整性分析解決方案，則可在8個CPU上同時進行分析操作，僅耗時6個小時就可以完成分析工作，速度提高了10倍左右，并且不會降低準(zhǔn)確度。

　　該工具采用了分層結(jié)構(gòu)，而且分析性能卓越，可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行計算而且容量非常大 （最多可以支持10億個實例）。例如，如果一臺單機配有16個CPU，Voltus集成電路電源完整性分析解決方案可在這些CPU上同時進行分析操作。如果單機的數(shù)量不止一臺，每臺單機都有多個CPU，而且這些單機連接形成了一個網(wǎng)絡(luò)，該工具仍然可以使用其多線程分布式處理技術(shù)支持快速電源分析計算。通過分層方法，工程師可以建立電源網(wǎng)絡(luò)模型，這是設(shè)計層次中較低層的部分，目的是獲取所關(guān)注的電源網(wǎng)絡(luò)信息。這一模型減小了從頂層所看到的節(jié)點總數(shù)，鑒于此，與同類解決方案相比，工程師在分析過程中可以運行更多的設(shè)計實例（圖3）。

　　在設(shè)計收斂方面，Voltus工具在早期底層規(guī)劃和電源規(guī)劃階段對電源軌進行分析，以便通過布線布局、工程變更指令（ECO）和芯片與系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計分析在物理上對電源網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化。在準(zhǔn)確度方面，Voltus集成電路電源完整性分析解決方案采用SPICE級的軌矩陣解算法以及精確的電源網(wǎng)絡(luò)電阻電容萃取和實例功率計算/分布。軌矩陣解算法較為復(fù)雜，可以在分布在多臺設(shè)備上的幾十個CPU上同時進行，提供大型電源網(wǎng)絡(luò)的高準(zhǔn)確度模擬。

　　整個簽核流程的一部分

　　Voltus集成電路電源完整性分析解決方案是Cadence公司提供整個簽核和設(shè)計收斂流程的一部分。該工具的作用與獨立的電源簽核工具類似。但它集成了很多其他組件，給設(shè)計工程師們提供了一個從芯片到系統(tǒng)的多產(chǎn)快速的設(shè)計收斂流程。

　　早期電源軌分析

　　在傳統(tǒng)的設(shè)計流程中，工程師布完線之后，會進行電源簽核分析，以評估電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案的可行性。但是，如果在布完線之后才對設(shè)計方案的電源完整性進行分析，而且在分析之后發(fā)現(xiàn)了問題，則需要耗費更長的時間來解決問題，甚至可能無法解決。Voltus集成電路電源完整性分析解決方案可以避免上述問題，因為它同時還集成了Cadence Encounter數(shù)字實現(xiàn)系統(tǒng)，使設(shè)計工程師們可以將電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計挪到物理實現(xiàn)的早期階段。早期電源軌分析考慮了底層規(guī)劃信息，以及電源網(wǎng)絡(luò)金屬元件的大小和位置。如果工程師必須將兩個功能區(qū)塊放到一起（而且兩個區(qū)塊均十分活躍），則該集成解決方案可以提供關(guān)于如何實現(xiàn)最佳布線的指導(dǎo)建議。良好的早期軌分析結(jié)果將會推進電源簽核，更快地匯聚，從而加快設(shè)計收斂。