应对混合信号验证难题的Discovery AMS解决方案

应对混合信号验证难题的Discovery AMS解决方案

　当今，随着越来越多消费产品功能的不断升级，无线连接已无处不在，对复杂的混合信号SoC设计的需求量正在大幅度增长。为顺应这一发展趋势， Synopsys公司发布了Discovery AMS，作为一项全新的芯片级混合信号验证解决方案。
　　在各类市场上，我们都可以看到许多精密复杂产品的涌现。比如手机和PDA正以拍摄数码相片作为附加功能。而在汽车工业等诸多领域，也不断推出越来越复杂的精密产品。这证明了在未来的设计中，提供丰富的功能是成就与众不同的产品的关键，而且通常要内置无线连接功能。为满足市场对功能丰富产品的迫切需求，设计人员正在开发将大规模的模拟部件和大规模的数字部件整合起来的芯片。
　　此外，亚微米级几何尺寸与高运行频率结合起来，意味着数字逻辑电路这时的性能表现与模拟电路相似。实际上，当今设计上的进步对验证技术提出了一项新的挑战。
　　但是，实践已经证明，传统型的验证方法已经不足以解决当今新一代的设计难题，这就预示着混合信号设计需要一项新的全芯片级验证解决方案。
目前的验证流程为何失败
　　在传统的验证流程中，分别设立的数字设计团队和模拟设计团队事实上是在相互独立的情况下开展工作的。这样可能导致算法和接口方面的问题被忽视。尽管他们认真地按照系统技术规格努力工作，但存在的问题可能等到整个设计周期完成后，才能检查出来，而这时的问题可能对功能和时序产生重大影响。这种方法的结果可能导致硅片的重新设计，不但增加了成本，而且最终会造成产品推迟上市的昂贵代价。
　　在传统方式中，由不同团队来验证同一设计的数字部分和模拟部分；数字部分在综合/HDL环境下验证，而模拟部分在电路仿真环境下验证。但是，由于验证团队的工作相互独立，导致混合信号SoC的验证并未得到芯片级的集成。集成问题是通过测试台的假设和在模拟电路区域周围提供充足的防护隔离带，将数字噪声与敏感的模拟电路基底材料隔离开来解决。
　　但是，随着更加复杂的功能正在整合到芯片中，以及芯片内置时钟的频率不断提高，防护隔离带方案已经成为一项不现实的方案，这是因为它无法解决内嵌在模拟电路块中的功能。另外，硅材料或顶盖区块非必要的浪费会造成制造成本的额外增加。
　　另一种方法是选用数字式的HDL来对模拟电路块的行为进行建模。但是，这些模型无法模拟所有的模拟电路行为，并且在HDL模型和模拟电路的实际功能间缺乏相关性。同样地，在晶体管级对整个芯片的仿真只能在设计周期末尾才是可行的。而这种方法的计算量非常大，从而延迟了对技术规范定义阶段就存在的缺陷的检测。
　　目前，许多SoC芯片包含同样大规模的数字电路和模拟电路，也有与模拟电路特性类似的高速数字模块。传统方法针应对混合信号验证的不足，意味着业界对下一代混合信号验证解决方案的需求。
　混合信号验证的需求
　　理想的混合信号验证解决方案应该具备在模拟电路模块和数字电路模块之间进行验证的功能。仿真器必须足以对设计中的模拟和高性能数字部分的深亚微米效应进行准确的建模，例如信号串扰和地线反弹。在90纳米及以下工艺时，为了确保工作情况满足要求，还应该对寄生效应进行验证。
　　对于负责多方面验证工作的设计人员来说，这套解决方案应该具备高性能和大容量的仿真能力，以快速仿真规模不断加大的设计。此外，为了进行芯片布局后的分析，该方案还应该能够有效地处理大量的寄生数据，而同时要通过模型相关，在仿真器之间提供一致的结果。另一项不断增长的需求是支持建立在语言标准上的形为建模方法，例如Verilog-AMS，以实现在设计过程中尽早对体系架构进行探测和对功能进行验证。
Discovery AMS提供了一套完整的混合信号验证解决方案
　　Discovery-AMS是 Synopsys公司在其业界领先的高性能仿真器VCS、 HSPICE和NanoSim等基础上开发的混合信号验证解决方案。Discovery-AMS提供了一个完整的验证环境，能够对全芯片混合信号设计进行验证，并内置对Accellera 2.0标准所定义的Verilog-AMS语言的支持。Discovery-AMS提供了独一无二的精度、性能、容量结合，及灵活地对以任意Verilog、SPICE、Verilog-A和Verilog-AMS的设计组合进行仿真（如图1所示）。