圖1：eSilicon公司價(jià)值鏈生成可增加半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的成功率。

    EDA在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)中倍感壓力    

    這次峰會(huì)上，特別將EDA作為一個(gè)重要的主題予以重點(diǎn)討論。主流的EDA方案提供商幾乎都沒缺席，包括Cadence、MentorGraphics、Agilent、Cynplicity等。PCB解決方案領(lǐng)先提供商MentorGraphics在本次峰會(huì)上宣布了與安捷倫科技的合作，通過合作，成功地解決了前者在射頻和模擬混合電路方面長期存在的不足。如今，消費(fèi)電子中體積的要求使得電路的分界日益模糊，射頻、模擬和數(shù)字電路交叉存在，這正像Mentor公司的副總裁，HenryPotts所講：“系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)演進(jìn)到這樣的狀況，即在同一PCB上，存在著數(shù)字、模擬和射頻，而這在無線設(shè)備、手持設(shè)備乃至通信領(lǐng)域已是普遍現(xiàn)象”。從而使傳統(tǒng)PCB仿真工具日感吃力。而具備射頻和模擬仿真能力的工具，比如Agilent的ADS，又無法與傳統(tǒng)的EDA工具平滑銜接，這給越來越短研發(fā)周期帶來的壓力日增。正是在這種背景下，兩家公司各取所需，共同開發(fā)針對提高PCB板上的射頻設(shè)計(jì)效率的解決方案。具體的做法是：“先根據(jù)來自安捷倫ADS仿真平臺(tái)的RF布線信息，然后寫成用戶代碼，將這些信息移入Mentor的EDA工具中”，Agilent的產(chǎn)品行銷經(jīng)理How-SiangYap介紹說，“這種合作并不影響安捷倫仿真軟件的自行銷售”。據(jù)了解，兩家的合作開發(fā)將會(huì)在今年底完成。    

    另一家EDA巨頭Cadence則致力于對先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的支持。隨著工藝的不斷升級(jí)，暴露出來的物理和電氣缺陷越來越多。如在65nm以下節(jié)點(diǎn)上，泄漏漸大，良率漸低。特別是對于模擬混合設(shè)計(jì)，物理寄生參數(shù)的影響很容易使整個(gè)設(shè)計(jì)徹底失敗，另外還要考慮各種IP的驗(yàn)證，從而使設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)大大增加，給驗(yàn)證帶來巨大的挑戰(zhàn)，通常經(jīng)過簽核的設(shè)計(jì)到工廠后卻無法進(jìn)行正常的生產(chǎn)。圍繞這這些問題，Cadence致力于打破設(shè)計(jì)驗(yàn)證和制造驗(yàn)證之間的隔離，將設(shè)計(jì)簽核變成“可制造性簽核”。根據(jù)該公司的DFM行銷經(jīng)理NitinDeo的介紹，其具體的做法是，針對先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)，開發(fā)了針對性更強(qiáng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證流程，除了對客戶設(shè)計(jì)和IP設(shè)計(jì)、先進(jìn)的數(shù)字設(shè)計(jì)、低功耗設(shè)計(jì)以及混合信號(hào)流設(shè)計(jì)的驗(yàn)證外，主要還加入了功能豐富的可制造性和可測性驗(yàn)證，包括基于柵格和空間的物理和電氣可制造性分析�？芍圃煨苑治鲋兄饕�是增加了針對變異和制造的感知度，包括制版物理和電氣分析；給予高級(jí)規(guī)則和模型的可實(shí)現(xiàn)性驗(yàn)證，包括考慮了空間耦合的布線優(yōu)化，考慮了發(fā)熱點(diǎn)自動(dòng)校正的良率優(yōu)化器等。“我們不僅具有豐富的客戶資源，包括國際一流的大公司，如Intel，F(xiàn)reescale，Samsung，F(xiàn)ujitsu等，真正的意義在于我們能感知客戶的真正所需。他們需要的不僅僅是仿真工具，而是基于工具平臺(tái)的各種附加服務(wù)”，NitinDeo說。    

    會(huì)上注意到EDA工具有細(xì)化的趨勢，Synplicity就是其中一例。該公司在會(huì)上發(fā)布了其最新的FPGA綜合工具平臺(tái)-SyplifyPro，該平臺(tái)支持Xilinx公司的最新FPGA器件-Virtex-5FXT。該公司借鑒IP概念，“將其工具平臺(tái)嵌入到Xilinx公司的嵌入式開發(fā)工具套件(EDK)中，為FPGA設(shè)計(jì)開發(fā)提供最高的設(shè)計(jì)效率并實(shí)現(xiàn)最好的性能，包括實(shí)現(xiàn)更高的芯片密度”，該公司ASIC驗(yàn)證資深經(jīng)理JuergenJaeger介紹說。    

    然而，也有越來越多的人們認(rèn)為，先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)僅靠EDA越來越不夠，于是出現(xiàn)了許多專業(yè)的半導(dǎo)體驗(yàn)證服務(wù)提供商，如eSilicon、Silistix、TelaInnovations等。eSilicon是全美500家增長最快的公司之一。該公司2007年成功實(shí)現(xiàn)了20多個(gè)(大部分是65nm及以下工藝)設(shè)計(jì)，而實(shí)際上在半導(dǎo)體領(lǐng)域中幾乎很少有超過10個(gè)設(shè)計(jì)的公司。該公司的總裁兼CEOJackHarding認(rèn)為，如今設(shè)計(jì)公司僅靠EDA和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)65nm已經(jīng)很困難，因?yàn)樵谠摴?jié)點(diǎn)上的門數(shù)已經(jīng)超過千萬，要實(shí)現(xiàn)45nm設(shè)計(jì)幾乎是不可能的！必須融入實(shí)際的半導(dǎo)體制造經(jīng)驗(yàn)。從上世紀(jì)80年代以來，半導(dǎo)體出現(xiàn)了3次上升，分別是由EDA工具、晶圓制造和半導(dǎo)體設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)的，他預(yù)測下一個(gè)驅(qū)動(dòng)的因素就是“價(jià)值鏈創(chuàng)造”，這正是該公司努力從事的事情！“我們將為每個(gè)設(shè)計(jì)創(chuàng)建最優(yōu)的價(jià)值鏈-包括高靈活性，低成本和低風(fēng)險(xiǎn)”，JackHarding表示。該公司還在芯片中嵌入安華高的高速SerDes，支持10G以太網(wǎng)和10G光纖通道，以及5GPCIe，從而使客戶可以與公司的設(shè)計(jì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行交互，動(dòng)態(tài)追蹤工序進(jìn)展，保證成功流片的可預(yù)測性。

    Silistix公司的CEODavidFritz引用EETimes的數(shù)據(jù)，即目前比例高達(dá)89%的項(xiàng)目都不能按時(shí)交貨，平均延遲高達(dá)40%以上，其原因就是按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法顯得越來越困難了。該公司側(cè)重其專用的內(nèi)部互聯(lián)設(shè)計(jì)工具，利用其2.0版本，可以實(shí)現(xiàn)30%的功耗節(jié)省，芯片性能可以提高50%，設(shè)計(jì)周期加快40%。而TelaInnovations則著重于泄漏的降低上面�！巴ㄟ^采用針對45nm以下工藝的預(yù)定義物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，減少柵格上的一維線條，盡量使用過孔，從而使泄漏降低2.5倍左右”，該公司的創(chuàng)始人兼CEOScottBecker介紹說。     

圖2：未來數(shù)字家庭中如何解決有效互聯(lián)是重要一環(huán)。

    互聯(lián)接口的重要性凸現(xiàn)重要    

    在所有的設(shè)備中，為了降低處理負(fù)荷，提高傳輸效率，高速互聯(lián)都是重要一環(huán)。今后幾年，數(shù)字家庭娛樂體驗(yàn)無疑將是一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)。會(huì)上，Pulse-Link公司實(shí)物演示了支持HD的無線互聯(lián)技術(shù)-CWaveUWB芯片集。該芯片集可直接支持無線HDMI，盡管并非最新發(fā)布，但其速率及覆蓋距離都有進(jìn)一步提高，故仍使其成為峰會(huì)的一個(gè)熱點(diǎn)。不過，從實(shí)用來看，不足15米的距離，再考慮到墻體的影響，仍會(huì)對應(yīng)用有所限制。而另一家致力于超寬帶技術(shù)研發(fā)的公司-artimi，則主要通過提供低成本的UWBWimediaMAC芯片，嵌入到各種I/O接口中，來簡化系統(tǒng)間的高速互聯(lián)。    

    專門開發(fā)各種總線接口技術(shù)的TUNDRA公司，在RapidIO接口領(lǐng)域占據(jù)了無可爭議的首位�！癛apidIO目前是處理器或SoC之間的最高效率通信接口，在通信以及對處理負(fù)荷要求很高的領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用”，TUNDRA公司的副總裁TracyRichardson自信地說，他還介紹了RadidIO的未來發(fā)展路線圖——在今年下半年將推出新一代的純串行RapidIO交換，而明年將為市場推出串行RapidIOIP。從各方面看來，這種基于處理器架構(gòu)的接口具有充足的應(yīng)用市場。另外，該公司在PCI/X/e的研發(fā)方面也處于領(lǐng)先地位。“TUNDRA最新推出的Tsi380系列PCIe橋是目前市場上最先進(jìn)的橋接產(chǎn)品，兼容最新的PCIe1.1規(guī)范，具有性能高，延遲小，功耗低，互操作性好等特點(diǎn)”，Tracy介紹說。    

    另一家專業(yè)大規(guī)模提供PCI互聯(lián)的公司——PLX，也于4月14日發(fā)布了瞄準(zhǔn)第二代用于控制平面互聯(lián)應(yīng)用的PCI開關(guān)和橋接芯片-PEX8618/8614/8608系列。“這三款芯片的通道數(shù)分別為16，12和8通道。全部滿足第二代的規(guī)范要求，功率低至1.1W，延遲小于140ns，對8600系列形成有效的補(bǔ)充”，該公司市場營銷和發(fā)展部副總裁DavidK.Raun介紹說，“PLX的PCI產(chǎn)品在全球市場占有率高達(dá)60%，我們將加速基于多主機(jī)/根交換的第三代PCIe的開發(fā)”。    

    無線和模擬新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)    

    峰會(huì)上，別具特點(diǎn)的新產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)。Microvision的PicoP投影顯示技術(shù)就是其中一例。該技術(shù)采用了在中心處有一個(gè)在水平和豎直兩個(gè)方向上振蕩的微小反射鏡的雙軸。MEMS掃描儀，該技術(shù)中不會(huì)出現(xiàn)像素不規(guī)則現(xiàn)象，無需投影透鏡，具有大倍數(shù)的焦深，始終處于聚焦?fàn)顟B(tài)�？梢院芊奖愕仉S時(shí)隨地共享視頻和其他多媒體內(nèi)容。目前演示版中采用的是一個(gè)模塊，體積上還略為有些大。下一步將降低體積，將其嵌入到手機(jī)中，初級(jí)產(chǎn)品將在今年底推出。從目前的情況來看，該產(chǎn)品在分辨率和功耗方面確比競爭對手高出不少，但筆者看來要實(shí)現(xiàn)手機(jī)中的嵌入式應(yīng)用，還有較長的路要走。    

    目前，各種設(shè)備中用的時(shí)鐘源都是晶振。晶振的缺點(diǎn)是體積大，成本高，在BOM表中始終是一個(gè)關(guān)鍵器件。會(huì)上，Mobius公司發(fā)布了公司的最新技術(shù)——CHO(CMOS諧波振蕩器)，這種數(shù)字振蕩器吸引了不少人的注意。該技術(shù)的關(guān)鍵有點(diǎn)在于可以替代PLLIC和晶振，實(shí)現(xiàn)超薄設(shè)計(jì)，成本降低很多。CMOS的溫度穩(wěn)定性固然會(huì)低于石英晶體。但Mobius利用補(bǔ)償?shù)姆椒◤浹a(bǔ)了這一不足。其方法是根據(jù)CMOS的溫度特性，在芯片中內(nèi)置傳感器作為控制源，利用LUT中的控制變量，對溫度特性進(jìn)行校正，從而實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度�！癈HO技術(shù)克服了石英晶體在體積，頻率和成本方面的約束，從而打破了電子設(shè)備設(shè)計(jì)的瓶頸”，Mobius公司的產(chǎn)品營銷經(jīng)理TuncCenger介紹說。從應(yīng)用中看，這種同基半導(dǎo)體振蕩器，確為應(yīng)用帶來很多的好處，但從根本上還是有所不足的，因?yàn)榧词共豢紤]不同批次的溫度特性之不同，由于控制變量是離散的，很難實(shí)現(xiàn)連續(xù)的穩(wěn)定特性，另外，控制變量的躍遷所引起的抖動(dòng)是否會(huì)限制一些高性能應(yīng)用也有待驗(yàn)證。