芯片設(shè)計(jì)中的可擴(kuò)展性是一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，尤其是標(biāo)準(zhǔn)單元被復(fù)制到數(shù)億個(gè)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)中包含數(shù)十億個(gè)晶體管。

傳統(tǒng)的方法通過基于過去經(jīng)驗(yàn)限制工藝、電壓和溫度（PVT）角點(diǎn)，并對(duì)最壞情況進(jìn)行蒙特卡羅仿真。然而，這些方法的可靠性令人質(zhì)疑。不正確地預(yù)測(cè)最壞情況的PVT可能導(dǎo)致進(jìn)度延誤和設(shè)計(jì)穩(wěn)健性問題，而用于高西格瑪驗(yàn)證的暴力蒙特卡羅方法既昂貴又不切實(shí)際。

日前，在一年一度的全球電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化盛會(huì)DAC（Design Automation Conference）上，西門子EDA與英偉達(dá)共同展示了西門子EDA Solido設(shè)計(jì)解決方案如何幫助英偉達(dá)提升芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證效率的AI解決方案。

西門子EDA Solido設(shè)計(jì)解決方案，采用專有的AI技術(shù)，提供變異感知設(shè)計(jì)、IP驗(yàn)證和庫特征化解決方案。

這些工具被全球頂尖的半導(dǎo)體公司使用，幫助設(shè)計(jì)師在極短的時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜的驗(yàn)證任務(wù)。該解決方案包括：

◎ Solido IP驗(yàn)證套件：提供業(yè)界最快、最全面的一體化IP驗(yàn)證解決方案，從設(shè)計(jì)到流片，在所有設(shè)計(jì)視圖和IP修訂中提供完整、無縫的IP質(zhì)量保證。

◎ Solido設(shè)計(jì)環(huán)境：一個(gè)全面的AI驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)環(huán)境，用于自定義IC電路的標(biāo)稱和變異感知驗(yàn)證，能夠在數(shù)量級(jí)較少的仿真中實(shí)現(xiàn)全面設(shè)計(jì)覆蓋，并具備暴力技術(shù)的準(zhǔn)確性。

◎ Solido特征化套件：提供快速、準(zhǔn)確的庫特征化工具，由機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)。

通過與Solido設(shè)計(jì)環(huán)境的緊密集成，仿真開銷可以大大減少。這對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)單元和內(nèi)存應(yīng)用非常有效。例如，如果電路的初始設(shè)置時(shí)間相對(duì)于仿真本身較長，當(dāng)使用非西門子EDA仿真器運(yùn)行Solido DE工具時(shí)，每次仿真都需要較長的設(shè)置時(shí)間。通過Solido仿真套件的集成，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)首次運(yùn)行仿真的初始設(shè)置時(shí)，后續(xù)仿真將幾乎完全消除該步驟。

此外，Solido還推出了附加學(xué)習(xí)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)通過重新使用之前作業(yè)中的AI模型，顯著節(jié)省仿真次數(shù)，并每次都能提供準(zhǔn)確的結(jié)果。AI持續(xù)跟蹤并決策是否以及如何為每次迭代節(jié)省仿真次數(shù)。

西門子EDA X 英偉達(dá)

Solido設(shè)計(jì)解決方案的實(shí)際應(yīng)用案例

在英偉達(dá)的實(shí)際應(yīng)用中，Solido設(shè)計(jì)解決方案展示了其卓越的性能。

例如，在一個(gè)基于鎖存器的D觸發(fā)器電路上，Solido高西格瑪驗(yàn)證器通過4,000次仿真驗(yàn)證了雙峰故障的發(fā)生，比傳統(tǒng)暴力仿真快了驚人的2,500,000倍。

此外，該單元在目標(biāo)PVT下的良率被精確驗(yàn)證為6.322西格瑪，與之前的方法相比，英偉達(dá)實(shí)現(xiàn)了比最佳替代方案（即僅對(duì)所有單元使用高西格瑪驗(yàn)證器）快30倍的速度。這不僅意味著性能的提升，還意味著更好的準(zhǔn)確性和覆蓋率。

以下是對(duì)同一單元組合的三次獨(dú)立運(yùn)行的分析：

◎ 傳統(tǒng)蒙特卡羅方法（300次仿真）：300次普通蒙特卡羅樣本只能得到y(tǒng)軸上剛剛超過2.5西格瑪?shù)臄?shù)據(jù)，因此無法在沒有外推的情況下得到高西格瑪?shù)臄?shù)據(jù)。

◎ 暴力仿真（100萬次仿真）：運(yùn)行100萬次仿真時(shí)，我們看到了x軸上100處的第二模式，有足夠的仿真次數(shù)看到高西格瑪下的稀有故障。外推永遠(yuǎn)無法捕捉到這一點(diǎn)。

◎ Solido PVTMC驗(yàn)證器（300次仿真）：該工具在僅運(yùn)行300次仿真的情況下也能夠在高西格瑪下找到真實(shí)的仿真，并清楚地找到了稀有的故障模式。

然而，若將Solido庫良率求解器與西門子EDA仿真器以及Solido的附加學(xué)習(xí)技術(shù)（Additive Learning）全套整合入英偉達(dá)的項(xiàng)目中時(shí)，又將又怎樣的表現(xiàn)呢？

標(biāo)準(zhǔn)單元的高西格瑪驗(yàn)證復(fù)雜且耗時(shí)，傳統(tǒng)的暴力仿真成本高且不可行。具有稀有非高斯故障的電路也增加了額外的挑戰(zhàn)層。

Solido的解決方案滿足了所有要求，它是自動(dòng)化的，具有暴力準(zhǔn)確性，并且允許在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行簽核。在運(yùn)行全部1,000個(gè)組合庫時(shí)，使用完整的西門子EDA流程能節(jié)省120倍的時(shí)間。

一直以來，西門子EDA致力于創(chuàng)新和改進(jìn)，為芯片設(shè)計(jì)師提供更高效、更可靠的工具和解決方案。

Solido設(shè)計(jì)解決方案不僅提升了設(shè)計(jì)驗(yàn)證的速度和準(zhǔn)確性，還為半導(dǎo)體行業(yè)樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)。通過采用Solido設(shè)計(jì)解決方案，設(shè)計(jì)師可以更快地將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場，從而在競爭激烈的半導(dǎo)體行業(yè)中保持領(lǐng)先地位。

我們相信，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，Solido設(shè)計(jì)解決方案將繼續(xù)引領(lǐng)芯片設(shè)計(jì)的新時(shí)代。