随着EDA行业的不断演进,“左移”已从一个单纯的设计理念演化为贯穿芯片开发全过程的关键驱动力,开发流程正向更广阔的维度延伸,既包括向右扩展到硅生命周期管理(SLM),也涵盖了向左延伸到安全和保障领域。
这一转变推动了设计流程的重组,传统的瀑布式模型正逐渐被并发循环所取代。通过跨领域的数据整合、抽象优化和工具创新,设计团队能够更高效地应对复杂性并提升芯片性能。
我们将讨论从设计流程的多维度扩展和EDA工具的变革两个主要方面,探讨这一趋势对半导体行业的深远影响。
Part 1
“左移”是一种将设计流程的后期任务前置到早期阶段的战略。其核心目标在于通过早期决策避免后期设计问题,从而缩短开发周期并提高设计效率。
在实践中,“左移”推动了设计师对整个开发流程的深入理解,包括:
● 提前预测传统上在后期才出现的问题,例如时序收敛和功率优化;
● 通过早期建模和抽象技术,减少后期验证的迭代次数;
● 增强设计师与安全专家的协作,以更早识别风险并实施保护机制。
“左移”不仅局限于硬件/软件协同,还扩展到领域之间的交互。例如,在基于模型的工程中,系统级设计师可以更早地获得设计参数反馈,从而优化未来设计修订。
随着向右扩展的兴起,EDA工具的职能已超越了传统设计,涵盖了从制造到产品部署的全生命周期管理。硅生命周期管理(SLM)通过在芯片中嵌入监控IP,能够收集、分析并反馈制造、组装以及现场使用的数据。
这些数据不仅能优化当前设计,还可以指导未来迭代:
● 流片前的验证环境与流片后的测试环境协同作用,缩短了调试周期;
● 实时监控数据的引入,有助于实现产品的预测性维护与性能优化;
● 通过跨团队的数据共享,设计师、验证团队与测试团队之间的壁垒被进一步打破。
基于便携式测试和刺激标准(PSS),测试内容的重复利用使得流片前后的协作更加高效,同时提升了EDA工具的适用性。
“左移”和“右扩”带来了显著的效率提升,其复杂性也为设计团队带来了新的挑战。
● 随着数据量的激增,如何协调不同领域的数据格式和处理标准成为关键难点;
● 设计师需要具备更广泛的技能组合,从功率分析到安全机制插入,再到系统级优化;
● 将不同阶段的EDA工具无缝集成在同一流程中,要求更高水平的算法支持和工程开发。
Part 2
随着开发流程的扩展,EDA工具正从单一功能的工具链演变为高度整合的平台。这种变革体现在几个方面,现代EDA工具能够在综合、布局布线、功率分析和物理验证等阶段实现无缝协作。
例如,通过共享数据模型,设计师可以在早期阶段应用后端技术,从而提高设计收敛速度; 自动插入安全机制、优化功率分布以及动态反馈设计建议,使得EDA工具能够显著减少人为干预; 通过对实时数据的分析,设计团队能够动态调整设计参数以实现最佳PPA(性能、功率和面积)目标。
抽象是EDA工具进化的重要方向之一。在高级综合(HLS)中,通过早期估算时序和功率,设计师能够在更高的抽象层次上完成架构决策,模拟IC设计领域的左移也表明,通过提取和共享寄生参数,设计师可以更快地优化原理图并提升系统性能。
传统瀑布模型被并发循环取代,是EDA工具发展的另一标志性趋势。在这一模式下,不同开发阶段的反馈回路得以同步运作。例如: 功率分析依赖于后端工具生成的设计输出,同时需要前端的波形和活动文件作为参考; 安全机制的插入需考虑后续工具的优化能力,从而避免冗余功能被意外删除。
通过循环间的高效交互,EDA工具能够在多层面上实现数据共享与功能优化,从而加速设计流程。
EDA行业的“左移”与“右扩”正在改变半导体设计的基本逻辑,从以瀑布模型为核心的顺序开发模式,转向并发性更强、协同性更高的流程体系。这一趋势不仅反映了工具技术的进步,也体现了行业对效率、成本和性能优化的更高要求。
然而,随着数据复杂性和技能要求的提升,设计团队和EDA工具开发商需要共同努力,以应对跨领域整合带来的挑战。
随着人工智能和大数据分析技术的进一步发展,EDA行业将有望迈向更加智能化和自动化的新时代。这不仅为芯片设计带来更多可能,也将推动整个半导体行业实现更高效、更可持续的发展。