模擬和數(shù)字電路交互相互作用的混合信號(hào)設(shè)計(jì)

Mentor的Symphony混合信號(hào)仿真平臺(tái)看起來將成為設(shè)計(jì)師工具箱中最有價(jià)值的工具之一

混合信號(hào)設(shè)計(jì)是指涉及模擬和數(shù)字電路交互相互作用以達(dá)到設(shè)計(jì)目的的設(shè)計(jì)。驗(yàn)證這種設(shè)計(jì)非常棘手，特別是在采用最新的工藝幾何尺寸（例如當(dāng)今的7納米技術(shù)）的最新，最大型硅芯片（ASIC，ASSP，SoC）的情況下。

這種設(shè)計(jì)很少在模擬和數(shù)字之間平均分配（這種設(shè)計(jì)稱為A / D或“ Big'A，Big'D'”）。取而代之的是，模擬可能會(huì)占主導(dǎo)地位，在這種情況下，設(shè)計(jì)可能被稱為A / d（“大A”，“小D”），“模擬為主”或“頂部模擬”。替代地，并且非常普遍地，數(shù)字可能占主導(dǎo)地位，在這種情況下，設(shè)計(jì)可以稱為a / D（“小A”，“大D”），“以數(shù)字為主導(dǎo)”或“頂部數(shù)字”。

除了一個(gè)或多個(gè)處理器內(nèi)核之外，現(xiàn)代SoC可能還包含數(shù)億個(gè)邏輯門，這些邏輯門必須與擁有大量模擬內(nèi)容的功能接口并進(jìn)行驗(yàn)證，例如PLL，ADC，DAC，SerDes，DDR IO等。清單繼續(xù)。

還有一個(gè)事實(shí)，就是設(shè)計(jì)正變得越來越深?yuàn)W。例如，“頂置數(shù)字”芯片可以調(diào)用多個(gè)模擬IP功能，其中許多本身可以實(shí)例化數(shù)字子功能以進(jìn)行控制和校準(zhǔn)。

混合信號(hào)設(shè)計(jì)在廣泛的應(yīng)用和細(xì)分市場(chǎng)中扮演著關(guān)鍵角色，每個(gè)應(yīng)用和細(xì)分市場(chǎng)都具有不同的優(yōu)先級(jí)，例如物聯(lián)網(wǎng)（低功耗），通信（高速），數(shù)據(jù)中心（低功耗和高速）以及汽車（可靠性）。

混合信號(hào)細(xì)分市場(chǎng)（來源：Mentor，西門子業(yè)務(wù)）

實(shí)際上，當(dāng)今大約80％的芯片設(shè)計(jì)開始都是混合信號(hào)。至少可以這么說，以創(chuàng)新的電路拓?fù)浜蛷?fù)雜的模數(shù)交互來驗(yàn)證這種能力的設(shè)備具有挑戰(zhàn)性，并且現(xiàn)有的混合信號(hào)驗(yàn)證解決方案已開始精疲力盡。

混合信號(hào)設(shè)計(jì)從流程節(jié)點(diǎn)開始。（來源：IBS）

高性能計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和汽車應(yīng)用中使用的片上系統(tǒng)（SoC）設(shè)備具有多個(gè)高性能，低噪聲混合信號(hào)接口。為了滿足此類設(shè)計(jì)的混合信號(hào)驗(yàn)證需求，西門子業(yè)務(wù)部門Mentor宣布推出其Symphony混合信號(hào)平臺(tái)，該平臺(tái)將其代工廠認(rèn)證的模擬FastSPICE（AFS）電路仿真器與業(yè)界認(rèn)可的仿真器相結(jié)合。標(biāo)準(zhǔn)的HDL仿真器，可以快速，準(zhǔn)確地驗(yàn)證復(fù)雜的納米級(jí)混合信號(hào)集成電路。

Symphony混合信號(hào)平臺(tái)（來源：Mentor，西門子業(yè)務(wù)）

AFS模擬求解器最多可擴(kuò)展至16個(gè)處理器內(nèi)核，并支持支持布局后仿真所需的高容量，在提供出色性能的同時(shí)還提供了納米SPICE精度。Symphony的完全可配置體系結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展到Mentor的所有模擬求解器，還支持行業(yè)領(lǐng)先的數(shù)字求解器，從而最大程度地重用了現(xiàn)有的驗(yàn)證基礎(chǔ)架構(gòu)。與傳統(tǒng)的混合信號(hào)模擬器相比，其結(jié)果是可以顯著提高性能。

Symphony性能提升與傳統(tǒng)混合信號(hào)模擬器的對(duì)比（來源：Mentor，西門子業(yè)務(wù)）

Symphony提供了一個(gè)簡(jiǎn)單直觀的使用模型，并與Mentor的EZwave Viewer集成在一起，該模型能夠處理巨大的波形數(shù)據(jù)庫(kù)并在幾秒鐘內(nèi)加載千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。EZwave可以分析任何類型的時(shí)域或頻域波形：模擬，數(shù)字，眼圖，史密斯圓圖，極坐標(biāo)圖或復(fù)數(shù)圖以及直方圖。Symphony還提供了多種提高生產(chǎn)力的功能，包括廣泛的A / D邊界元素支持，以及大量的高級(jí)驗(yàn)證和調(diào)試功能，包括Hi-Z檢測(cè)，混合信號(hào)瞬態(tài)噪聲和混合信號(hào)IP表征。

當(dāng)今難以置信的復(fù)雜，高容量，高性能混合信號(hào)集成電路的創(chuàng)建者需要他們所能獲得的所有幫助，而Mentor的Symphony混合信號(hào)仿真平臺(tái)似乎已成為設(shè)計(jì)師工具箱中最有價(jià)值的工具之一。

編輯：hfy