串擾和功耗是當代IC設(shè)計中非常難解決的問題，它將要求目前的芯片設(shè)計流程為之做出重大的改變，Synopsys公司特征提取和信號完整性研發(fā)部總監(jiān)Li-Pen Yuan最近表示。Yuan在今年4月于美國加州舉行的電子設(shè)計流程(EDP-2004)與方法會議上專門對此發(fā)表了主題演講。

Yuan表示，“未來設(shè)計將產(chǎn)生很多噪音，這一問題覆蓋整個芯片和系統(tǒng)。用以往的分割方法來解決這一問題將變得非常復雜�！�

Yuan指出，某些問題能夠通過修補現(xiàn)有設(shè)計系統(tǒng)進行解決，這些問題包括熱電流效應和信號電遷移。其它問題(如時序)能夠通過利用更多的信息來解決。但一些問題改變了當前軟件系統(tǒng)的基本前提，如多電源電壓或多模式功率設(shè)計。此外，包括串擾和阻性屏蔽在內(nèi)的一些問題則對設(shè)計流程的基本前提發(fā)出了挑戰(zhàn)。

由于串擾引入了信號之間的空間相關(guān)性，因此串擾問題很難解決。Yuan指出：“以前你只需要考慮邏輯相關(guān)性，但如今你必須檢查布線的物理接近問題。”為了解決這一問題，IC設(shè)計師必須考慮布線方案、驅(qū)動能力、時鐘域和時序窗口，而這導致設(shè)計復雜度以指數(shù)級飆升。

Yuan還表示，串擾分析需要考慮數(shù)字電路的非線性行為，需要具備更多屬性的模型，要求額外的物理和時序約束，以及要求更多地保持樂觀。此外，他還指出，“串擾對分層設(shè)計方法也是一個致命的打擊。許多在層次化設(shè)計流程中做出的假設(shè)現(xiàn)在必須重新修訂�！�

沒有一個單獨的步驟或工具能夠解決串擾問題，Yuan強調(diào)。一個考慮到串擾的設(shè)計流程必須包含布局、全局布線和工程更改單(ECO)。積極的預防和校正措施必須與時序、功耗和面積等指標一起進行綜合考慮。

Yuan表示，電源管理技術(shù)使得功率分析進一步復雜化了，該技術(shù)的目的是減少動態(tài)和泄漏功率。電源管理技術(shù)可能包含多種電壓、時鐘門控、以及關(guān)斷芯片上的部分電路以節(jié)省功率的‘模式’。他強調(diào)，目前業(yè)界的確需要能進行多模式功率分析的工具。

“電源管理并不是免費午餐，電路功能的多模式控制使得電流分布梯度更為糟糕，并導致更多的感性噪音。”Yuan說。

為了進行電源噪音分析，需要在庫特征化、寄生參數(shù)提取、時序分析和動態(tài)分析等方面做出一些改變。此外，還需要與電壓相關(guān)的時序模型來進行與壓降相關(guān)的時序分析。

“為了今后能在90納米及以下時代繼續(xù)進行數(shù)字設(shè)計，我們必須更好地理解電路的模擬行為。”Yuan指出。

不過，Yuan說，EDA工具開發(fā)商和用戶需要意識到‘自動化的局限性’，用戶也需要充分利用自己設(shè)計知識與工具互動，只有這樣才能增強設(shè)計時的自信心。