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布线技巧与EMC相关技术文章混合电路加速仿真

    混合信号SoC设计,往往包括模拟、射频、数字、定制数字和来自不同IP提供商IP。为实现完整意义上芯片级验证,需要采用SPICE、射频仿真器、混合信号仿真器和Fast SPICE等多重仿真器组合。设计者在不同设计阶段往往需要采用来自不同公司仿真器。     为降低用户在设计工具方面使用难度和工具转换风险,Cadence推出Multi-Mode仿真解决方案,通过使用统一用户接口、器件模型、语法格式、内部方程式,极大地提高了数据兼容性和仿真结果可信度。Multi-Mode技术使设计者可在统一设计环境中,在模拟、射频、混合信号、芯片级电路验证不同设计阶段,自由切换Spectre、SpectreRF、AMS Designer和Ultrasim等仿真器。模拟/混合信号电路仿真面临挑战主要有急剧增长设计复杂度,对仿真器容量和速度提出更高要求;激烈市场竞争和不断爬升流片费用,使如何缩短设计周期、提高流片成功率成为芯片设计中主要问题之一;深亚微米小尺寸效应影响变得更为显著,如短/窄沟效应对阈值电压影响、亚阈值电流、体效应导致衬底电流等;低信号摆幅设计中电路噪声和交叉耦合效应、低电源电压下信号线和电源网格电压降和电迁移问题等;对互连线延迟、信号串扰、衬底效应、接地噪音等物理效应考虑,依赖于精确后仿真结果。      上述问题解决越来越依赖于全芯片晶体管级电路仿真及后仿真,而传统晶体管级SPICE仿真器由于容量和速度限制,通常只适用于模块级电路设计,因此Fast SPICE技术引入不可避免。SPICE技术即Fast SPICE仿真器采用电路分块、多速率、简化模型等加速仿真技术。Fast SPICE把相关电路模块放在一起,将大矩阵分成许多小矩阵,减小计算量。此外,事件驱动技术可忽略不活动电路,进一步降低运算量。电路分块另一个优点是可采用多速率仿真。各个电路模块往往存在不同工作频率,因此仿真中不同电路块可以采用不同仿真步长。这样,既可以保证高频率电路得到精确结果,又让低频率模块避免重复计算,降低CPU负荷。      简化模型技术是Fast SPICE加速另一项重要技术。在传统电路仿真中,MOSFET或BJT需要一组复杂公式进行计算,常常耗费大量CPU时间。而Fast SPICE在仿真开始时先产生模型表格,然后进行查表,从而节省大量时间。Fast SPICE通过多层次简化模型,可以满足不同精度和速度要求。     Virtuoso UltraSim Simulator作为新一代Fast SPICE仿真器,引入了分层化同型仿真、动态电路分割等技术,对电路中相同子模块只需计算其中一个,避免重复计算,从而进一步提升仿真容量和速度;提供与传统SPICE完全兼容以及和SPICE类似仿真精度;简洁选项使设计者可以方便地定制电路仿真;改进RC减小技术使之可以进行精确、快速后仿真。此外,UltraSim已完全集成于Cadence标准模拟设计流程之中。这些优点使UltraSim成为目前业内应用最广泛Fast SPICE工具之一。

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