电源完整性工具满足数字和模拟规模

文章作者:Majeed Ahmad

西门子软件的mPower为大型模拟和混合信号块提供EM和IR分析。

模拟设计师面临的最大挑战之一是缺乏满足他们需求的针对性工具。目前还没有足够的工具来处理模拟设计,特别是在分析方面。以功率完整性分析为例,这是设计流程的关键部分,工程师分别验证所有模式的功率,同时评估实现数字和模拟设计的门和晶体管的电压。万博投注网址

在这里,虽然在数字领域已经做出了巨大的努力来解决可伸缩性问题,但在模拟领域却不是这样,特别是当你在模拟设计中查看电源完整性时。万博投注网址底座研究公司(Pedestal research)的研究总监劳丽•鲍尔奇(Laurie Balch)承认,传统上,模拟设计师的市场规模远远小于数字设计师。“然而,如今模拟和混合信号设计的普及使得专注于模拟设计的工具比以往任何时候都更加关键,”她补充说。万博投注网址

图1大型模拟系统通常在没有详细的电迁移(EM)和电压降(IR)分析的情况下就被送到制造现场。来源:西门子软件

值得注意的是,有一些很好的解决方案使工程师能够将基于spice的分析用于更小的电路,如放大器、驱动器和转换器。然而,当你进入更大的模拟系统,当你谈到数百万甚至数十亿个晶体管,没有详细的解决方案,让设计师得到一个完整的基于模拟的分析这些大系统。SPICE工具没有这个能力。

因此,设计团队不得不求助于静态分析,这是一种粗略的近似,或者以工程为中心的变通方法,设计师必须决定他们需要分析的电路中最敏感的部分。然后他们在几个场景中这样做,以对芯片的tapeout有信心。

这强调了在模拟和数字电源完整性方面取得突破的需要,即从数字端获取可伸缩性,并将其应用到模拟端,以提供全芯片动态分析。西门子数字工业软件公司声称,该电源完整性解决方案适用于具有数字、模拟和混合信号块的大型芯片。它的mPower电源完整性验证解决方案为模拟、数字和混合信号集成电路提供了几乎无限的可扩展性。

西门子数字工业软件公司Calibre Interfaces和mPower power Integrity产品管理高级总监Joseph C. Davis表示:“mPower工具能够对即使是最大的集成电路进行全面的功率、电迁移(EM)和电压降(IR)分析。他补充说,目前的EM/IR签名工具套件为数字设计提供了良好的可扩展性,但不适用于模拟设计。万博投注网址

图2大规模模拟电路缺乏详细的电磁和红外分析,使整个系统处于危险之中。来源:西门子软件

底座研究公司的Balch承认,mPower特别专注于帮助工程师确认他们的设计在终端用户应用所需的电源信封内运行。万博投注网址她说:“这对今天的芯片来说尤其重要,因为这些芯片正在进入各种移动和非连接应用,在这些应用中,电力利用和最小化是至关重要的。”“由于模拟和混合信号电路通常是此类设备的核心组件,因此能够在生产前模拟功率特性是确保设计成功的关键。”

当涉及到大型模拟电路的EM/IR工具支持时,西门子的新电源完整性解决方案使MaxLinear工程师能够自信地评估万博投注网址大型模拟电路中的EM/IR。MaxLinear公司SoC设计和技术副总裁Paolo Miliozzi表示:“mPower工具让我们能够做一些以前从未做过的事情。

mPower最近使用的另一个芯片是onsemi的传感器芯片,其中一半的芯片是模拟芯片,一半是数字芯片,它与像素阵列结合在一起。现有的模拟解决方案很难使用,所以设计团队倾向于手动分析。在这里,mPower为精确的数字电源、EM和IR提供了一个单一的解决方案,同时涵盖模拟和数字。

图3对所有分析使用一次运行消除了额外的工程工作,并为全芯片结束提供了快速周转时间。来源:西门子软件

Davis说,mPower是第一个可扩展的解决方案,可以同时解决模拟和数字EM和IR问题。那么,西门子是如何提供这种可扩展性的?更重要的是,为什么西门子现在要进入这个市场?戴维斯说:“我们看到了市场的趋势和变化,它们创造了我们可以解决的需求。”

他进一步阐述道,竞争对手的解决方案可以扩展到数千个CPU核,在大型芯片上运行电源完整性分析,我们也可以做到这一点。“不同的是,我们能够将其应用到模拟领域,将动态分析扩展到数亿个晶体管,”Davis说。“以前只能有几百万个晶体管。”

因此,设计团队可以将这种方法从块级提升到芯片级,从而使工程师避免昂贵和危险的模拟电路功率分析方法。mPower工具还为大型模拟IP块的EM/IR分析提供了2倍的运行时改进。正如Davis所说,一个验证工具不应该比设计本身需要更多的工作。

这篇文章最初发表于地球上模拟

马吉德艾哈迈德他是EDN和Planet Analog的主编,已经报道电子设计行业超过20年。

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