但是，對于相對規(guī)模較大的設(shè)計(jì)來說，如果設(shè)計(jì)師想得到同樣充分精確的SPICE仿真，那將是一件無法完成的任務(wù)。用傳統(tǒng)的SPICE仿真器對大型模塊，如PLL或多通道DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行瞬態(tài)分析，可能需要幾天或幾周。另外，在許多情況下，這些仿真器很難在直流靜態(tài)工作點(diǎn)獲得收斂。

數(shù)字FastSPICE仿真器是大型數(shù)字電路設(shè)計(jì)的另外一個(gè)選擇，但它們不能解決模擬/射頻電路的驗(yàn)證挑戰(zhàn)。FastSPICE仿真器往往利用簡化的假定和估計(jì)來提高仿真速度，所需的代價(jià)就是要犧牲精確性。但很多時(shí)候，精確度對于模擬和射頻應(yīng)用來說是非常重要的。

驗(yàn)證工具

Berkeley設(shè)計(jì)自動(dòng)化公司的精確電路分析（PCA）技術(shù)使電路設(shè)計(jì)師能夠快速分析和驗(yàn)證問題，這往往是利用其它工具所無法實(shí)現(xiàn)的。結(jié)合在應(yīng)用數(shù)學(xué)和優(yōu)化數(shù)值分析上取得的研究成果，公司開發(fā)了此項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)具有與SPICE相當(dāng)?shù)木_性、5倍~10倍的性能提升，以及優(yōu)異的直流和周期性穩(wěn)態(tài)收斂特性。新工具無需針對特定的模塊進(jìn)行微調(diào)，而且和目前所有主流的SPICE仿真器、射頻仿真器，以及它們的設(shè)計(jì)環(huán)境兼容。此工具的有效性已經(jīng)被超過100個(gè)芯片的設(shè)計(jì)所證明，涉及的工藝流程從0.5mm到65nm。

和數(shù)字FastSPICE仿真器不同，精確電路分析技術(shù)不做簡化的假定或估計(jì)。它對原始電路最基本的器件方程進(jìn)行求解，其精確性甚至?xí)絊PICE仿真器。這意味著，它不需要仿真器在模塊級對電路進(jìn)行微調(diào)，因此在電路的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都能提供充分的精確性。每次仿真都是對電路性能的充分仿真。這項(xiàng)技術(shù)的重大突破在于解決了一系列新出現(xiàn)的驗(yàn)證問題。

精確電路分析產(chǎn)品線主要包括以下3種工具：

模擬FastSPICE：可提供SPICE級別的精確電路仿真，速度提升5倍~10倍，具有優(yōu)秀的直流靜態(tài)工作點(diǎn)收斂性能，并不需要仿真器對模塊進(jìn)行微調(diào);

射頻FastSPICE：可提供SPICE級別的精確電路周期性分析，速度提升5倍~10倍，具有優(yōu)越的周期穩(wěn)態(tài)收斂性能和硅精確的振蕩噪聲分析;

PLL噪聲分析器：隨機(jī)非線性引擎能提供快速的閉環(huán)整數(shù)N PLL噪聲分析，和實(shí)際芯片相比，精確度在~1dB以內(nèi)。

模擬FastSPICE使用精確電路分析多速率瞬態(tài)引擎，和SPICE相比，它能提供魯棒性很強(qiáng)的直流靜態(tài)工作點(diǎn)收斂性能、SPICE級別的精確性和更快的速度。其應(yīng)用領(lǐng)域包括任何要求SPICE級精確度的瞬態(tài)仿真。模擬FastSPICE已經(jīng)被大量電路設(shè)計(jì)所采用，包括802.11a/b/g收發(fā)器、ADC、包括帶隙基準(zhǔn)電壓源和偏置電路的自動(dòng)增益控制設(shè)計(jì)、高速I/O和數(shù)GHz的PLL，這些應(yīng)用實(shí)例均證明了模擬FastSPICE具有優(yōu)越的性能。

具體性能

使用新工具來檢驗(yàn)當(dāng)今領(lǐng)先的消費(fèi)、無線設(shè)備、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)時(shí)的一些性能結(jié)果如表1所示。對于列出的具有代表性的電路，新工具的瞬態(tài)仿真具有SPICE級別的精確性。

這些電路的復(fù)雜程度涵蓋了兩個(gè)數(shù)量級，應(yīng)用包括無線收發(fā)器、復(fù)雜的模擬/混合信號芯片和消費(fèi)芯片等。所有這些都是以原來的測試平臺和電路配置進(jìn)行的設(shè)計(jì)。所有這些結(jié)果均不需要仿真器的模塊級微調(diào)。對于各個(gè)設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)師將重要信號的波形和重要節(jié)點(diǎn)的測量與目前使用的SPICE仿真器得出的結(jié)果進(jìn)行比較，從而證明了新工具具有SPICE級別的精確度。

結(jié)語

流片前芯片中模擬/射頻模塊的驗(yàn)證問題對于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的仿真流程不能與設(shè)計(jì)復(fù)雜度同步發(fā)展，結(jié)果導(dǎo)致對于模擬/射頻子系統(tǒng)來說，設(shè)計(jì)師必須花費(fèi)數(shù)周甚至數(shù)月的時(shí)間來進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證。傳統(tǒng)的SPICE不再能滿足要求。而Berkeley設(shè)計(jì)自動(dòng)化公司的精確電路分析工具及其結(jié)果展示出其打破瓶頸并足以解決這些復(fù)雜驗(yàn)證問題的能力。