賦能系統(tǒng)設(shè)計(jì)未來，Cadence亮相ICCAD年會(huì)

12 月 26 日至 27 日，中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè) 2022 年會(huì)暨廈門集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇(ICCAD 2022)在廈門國(guó)際會(huì)展中心隆重召開，本次年會(huì)以“共創(chuàng)新發(fā)展，聚焦芯未來”為主題，深入探討新形勢(shì)下集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及未來集成電路設(shè)計(jì)業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

在這場(chǎng)壬寅歲末的行業(yè)盛會(huì)上，Cadence(楷登電子)也帶來了兩場(chǎng)重量級(jí)演講，集中分享了其對(duì)前沿趨勢(shì)的洞察及業(yè)務(wù)布局。

26 日下午的高峰論壇上，Cadence 亞太及日本地區(qū) IP 與生態(tài)系統(tǒng)銷售群資深總監(jiān)陳會(huì)馨發(fā)表了題為《但盡己力 成就未來》的主旨演講。

演講中，陳會(huì)馨首先向與會(huì)嘉賓分享了 Cadence 在 2022 年三個(gè)比較“特別”的動(dòng)作：

與 F1 邁凱倫車隊(duì)達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，向后者提供 CFD 工具用于賽車氣動(dòng)設(shè)計(jì);

收購數(shù)字孿生廠商 Future Facilities，布局?jǐn)?shù)據(jù)中心散熱建模與仿真;

收購生物仿真廠商 OpenEye，切入計(jì)算輔助藥物設(shè)計(jì)賽道;

陳會(huì)馨指出，受人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、生命科學(xué)等新興技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速滲透改造的帶動(dòng)，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模近年持續(xù)快速增長(zhǎng)，EDA 市場(chǎng)也有望在 2020-2026 年實(shí)現(xiàn)體量翻番。

創(chuàng)新應(yīng)用需求使芯片針對(duì)特定場(chǎng)景的優(yōu)化愈發(fā)重要，系統(tǒng)產(chǎn)品本身的發(fā)展也正跨越硬件與軟件、模擬與數(shù)字、電氣與機(jī)械的邊界，并向智能化的方向演進(jìn)，由此驅(qū)動(dòng)著系統(tǒng)公司越來越多開始設(shè)計(jì)自己的芯片，而半導(dǎo)體公司越來越需要提供完善的軟件開發(fā)工具與接口，實(shí)現(xiàn)其最終產(chǎn)品的差異化。

基于對(duì)技術(shù)潮流的洞察，陳會(huì)馨表示 Cadence 已明確了數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)三大戰(zhàn)略重點(diǎn)，將在數(shù)據(jù)中心、航太、自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等新興產(chǎn)業(yè)做更多的戰(zhàn)略部署。打造從 IP、芯片、PCB 到系統(tǒng)的端到端解決方案，以滿足苛刻的設(shè)計(jì)要求并交付出色產(chǎn)品，在陳會(huì)馨看來，這一戰(zhàn)略又可被分解為卓越設(shè)計(jì)、系統(tǒng)創(chuàng)新、普適智能三大支柱戰(zhàn)略。

正如陳會(huì)馨所強(qiáng)調(diào)的，Cadence “首先還是一家 EDA 公司”，因此卓越設(shè)計(jì)正是旨在提供從 IP 組合到流片后確認(rèn)(Validation)的完善設(shè)計(jì)工具及可擴(kuò)展的云計(jì)算資源，幫助芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開發(fā)面向特定應(yīng)用場(chǎng)景的高性能計(jì)算核心，高效完成復(fù)雜 IC 設(shè)計(jì)中的功能劃分(Partition)和布局布線綜合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn) IC/SoC 的上佳 PPA 表現(xiàn)，并能在這一過程中以更少的資源和更高的質(zhì)量按時(shí)完成復(fù)雜 IC 設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

系統(tǒng)創(chuàng)新，則是旨在擴(kuò)展傳統(tǒng) EDA 功能，賦能完整電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真優(yōu)化，將信號(hào)完整性、電磁和電熱分析從芯片和封裝擴(kuò)展到 PCB、模組乃至完整系統(tǒng)，并引入 FEM/CFD 等多物理場(chǎng)分析工具，在保障安全性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件協(xié)同優(yōu)化，大幅精簡(jiǎn)執(zhí)行系統(tǒng)分析、早期開發(fā)和安全驗(yàn)證的工作量和時(shí)間。陳會(huì)馨還特別提到，Cadence 在當(dāng)下方興未艾的 3D-IC 微系統(tǒng)領(lǐng)域，也已經(jīng)推出一系列設(shè)計(jì)、仿真、簽核工具。

普適智能，則是陳會(huì)馨認(rèn)為三大戰(zhàn)略中“最重要的一點(diǎn)”，在她看來，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中智能技術(shù)的應(yīng)用包括了設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)工具的智能化，除了將 AI/ML 技術(shù)引入傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)工具、設(shè)計(jì)流程，Cadence 還可提供豐富的 NPU/DSP 等 IP 組合，賦能智能系統(tǒng)和功能的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以通過創(chuàng)建專門的處理器來優(yōu)化目標(biāo)數(shù)據(jù)集算法，管理智能系統(tǒng)中固有的大規(guī)模并行和高吞吐量特性，為預(yù)期的工作負(fù)載設(shè)計(jì)高性能產(chǎn)品，并有效減少設(shè)計(jì)和實(shí)施所需的周期。

陳會(huì)馨還表示，在數(shù)據(jù)與算力需求爆發(fā)、芯片設(shè)計(jì)成本與復(fù)雜度抬升等因素影響下，計(jì)算軟件正出現(xiàn)融合發(fā)展的趨勢(shì)，憑借在計(jì)算軟件方面積累的深厚專業(yè)知識(shí)，Cadence 在新的潮流中具有良好的競(jìng)爭(zhēng)身位，并已經(jīng)著力回應(yīng)上述變化，提出了智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)(Intelligent System Design)戰(zhàn)略，陳會(huì)馨具體解讀稱，智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)一方面將繼續(xù)強(qiáng)化 Cadence 在 EDA/IP 領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)地位，另一方面也會(huì)依托其計(jì)算軟件質(zhì)量、優(yōu)化等方面核心能力向系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展，并積極推動(dòng) EDA 上云。

27 日上午的專題論壇上，Cadence 驗(yàn)證產(chǎn)品經(jīng)理許克龍帶來了題為《基于 FMEDA 的功能安全全流程解決方案》的技術(shù)分享。

許克龍表示，選擇 FMEDA 這一主題，源于與客戶交流中感受到的共性需求，隨著車規(guī)芯片市場(chǎng)爆發(fā)，眾多新團(tuán)隊(duì)紛紛開始布局車規(guī)芯片，工程師對(duì)功能安全的概念都非常清晰，但 ISO26262 標(biāo)準(zhǔn)與功能安全設(shè)計(jì)、驗(yàn)證實(shí)踐之間還存在一定脫節(jié)。

正是基于對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)的洞察，Cadence 已推出 Midas 平臺(tái)，由 FMEDA(失效模式影響和診斷分析)驅(qū)動(dòng)整個(gè) EDA 工具鏈，可望有效破解這一問題。

許克龍指出，車規(guī)芯片對(duì)質(zhì)量、可靠性有極高要求，為了避免芯片硬件老化、隨機(jī)錯(cuò)誤乃至黑客攻擊等導(dǎo)致的單點(diǎn)故障和系統(tǒng)失效，必須引入功能安全認(rèn)證，在他看來，傳統(tǒng) FMEA(失效模式與影響分析)方法學(xué)主要聚焦于系統(tǒng)層面，而 FMEDA 則切入到了 SoC 和 RTL、門電路設(shè)計(jì)與功能驗(yàn)證層面。

根據(jù)許克龍介紹，Cadence 推出的 Midas 平臺(tái)有這樣幾大特色：

貫徹 FMEDA 的模擬、數(shù)字芯片設(shè)計(jì)完整工作流;

支持早期架構(gòu)探索與安全性分析，預(yù)判關(guān)鍵參數(shù);

自動(dòng)化安全機(jī)制注入與驗(yàn)證(verification);

與設(shè)計(jì)完美融合，基于原生設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高精度安全性分析;

支持 USF 格式;

支持 ISO26262 和 IEC61508 兩大標(biāo)準(zhǔn);

在 Midas 平臺(tái)，IC 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以調(diào)用豐富的 Cadence 設(shè)計(jì)、驗(yàn)證工具，如綜合工具 Genus、實(shí)現(xiàn)工具 Innovus、一致性比對(duì)工具 Conformal 等。

隨后，許克龍以一個(gè)簡(jiǎn)化的示例，具體展示了 Midas 平臺(tái)由 FMEDA 驅(qū)動(dòng)的分析流程，在定義項(xiàng)目所用器件、工藝后，Midas 平臺(tái)可對(duì)基本失效率(BFR)進(jìn)行預(yù)估，隨后定義目標(biāo)器件失效模式，在此基礎(chǔ)上，具體的 IP 設(shè)計(jì) RTL 可以通過簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)拖拽與 FMEDA 層次完成映射關(guān)聯(lián)(Mapping)，進(jìn)行精準(zhǔn)的故障仿真，仿真結(jié)果會(huì)以表格的形式呈現(xiàn)在圖形界面中，能否“過標(biāo)”一目了然，IP 功能安全數(shù)據(jù)通過自下而上合并，可進(jìn)一步形成 SoC 級(jí)別結(jié)果。

許克龍還透露，Midas 平臺(tái)可以在三個(gè)不同維度進(jìn)行功能安全分析，首先是架構(gòu)級(jí)，使用者可以通過預(yù)估的診斷覆蓋率(DC)等關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)行較高層次上概略的功能安全分析;而在 RTL 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)形成后，可以進(jìn)行更為精細(xì)的安全分析;最終實(shí)際跑完故障仿真，可以得到高精度 DC 值等參數(shù)，進(jìn)行精準(zhǔn)的功能安全分析。

介紹中，許克龍還著重談到了 Midas 平臺(tái)的驗(yàn)證管理工具 vManager，功能安全仿真中，往往一個(gè)很小的模塊在注入錯(cuò)誤后也會(huì)產(chǎn)生成千上萬個(gè)故障，因此需要功能強(qiáng)大的管理工具，vManager 除了能夠管理海量注錯(cuò)數(shù)據(jù)，也會(huì)收集所有故障仿真之后的診斷覆蓋率，提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并反標(biāo)回 FMEDA，vManager 還支持原有功能仿真驗(yàn)證環(huán)境、腳本的復(fù)用，無需重新開發(fā)，對(duì)于 test case，vManager 也可以實(shí)現(xiàn)排序，根據(jù)效率高低進(jìn)行優(yōu)化和裁減，并自動(dòng)調(diào)用 Cadence 各類驗(yàn)證引擎。

在介紹了 Midas 平臺(tái)主要特性后，許克龍指出這一平臺(tái)不僅支持?jǐn)?shù)字和模擬 Full-flow，而且也是全自動(dòng)調(diào)用，非常高效且兼具靈活性。除了數(shù)字功能安全驗(yàn)證之外，多樣化的 IC 設(shè)計(jì)也可能涉及模擬和數(shù)字混合的場(chǎng)景，需要專門工具的輔助。在 Midas 平臺(tái)都將不再是難題。

審核編輯：湯梓紅