《電子技術應用》
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一種基于Quantus-reduce加速模擬仿真驗證分析的解決方案
2023年電子技術應用第8期
李嘉欣1,2,3,黃亞平1,2,3,胡劼1,2,3,凌秋嬋4,楊曉晨4
(1.深圳市中興微電子技術有限公司,廣東 深圳 518055;2.射頻異質異構集成全國重點實驗室,廣東 深圳 518060; 3.移動網絡和移動多媒體技術國家重點實驗室,廣東 深圳 518055;4.上海楷登電子科技有限公司,上海 200120)
摘要: 隨著半導體技術的進步,芯片的設計規模不斷擴大,這使得電路設計需要考慮的寄生效應更加復雜,電路的后仿真工作也變得更加繁重。介紹了如何應用Cadence公司的寄生抽取工具Quantus進行post-layout寄生抽取,利用Quantus的Standalone Reduction (簡稱Qreduce)功能對后仿網表進行精簡,以達到縮減網表的規模,提高仿真速度的目的。Cadence的Qreduce功能是通過數學的運算,將RC網絡進行等效運算,以減少節點,從而達到縮減網表的規模,但同時保證了不會對精度造成比較大的損失。從后仿網表的縮減程度、仿真精度的影響、仿真速度以及內存消耗等方面進行論述,給出關鍵對比指標。
中圖分類號:TN402 文獻標志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.239803
中文引用格式: 李嘉欣,黃亞平,胡劼,等. 一種基于Quantus-reduce加速模擬仿真驗證分析的解決方案[J]. 電子技術應用,2023,49(8):42-46.
英文引用格式: Li Jiaxin,Huang Yaping,Hu Jie,et al. A solution to accelerate simulation verification and analysis based on Quantus-reduce[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(8):42-46.
A solution to accelerate simulation verification and analysis based on Quantus-reduce
Li Jiaxin1,2,3,Huang Yaping1,2,3,Hu Jie1,2,3,Ling Qiuchan4,Yang Xiaochen4
(1.Sanechips Technology Co.,Ltd., Shenzhen 518055, China; 2.National Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration,Shenzhen 518060, China; 3.State Key Laboratory of Mobile Network and Mobile Multimedia Technology,Shenzhen 518055, China; 4.Cadence Design Systems, Inc., Shanghai 200120, China)
Abstract: With the continuous development of semiconductor technology, the scale of chip design is increasing. That makes much more complicated parasitic need to be considered in designs and also makes post-simulation cost much more loading. This article will discuss how to use Cadence's parasitic extraction tool Quantus for post-layout parasitic extraction, and use Quantus' Standalone Reduction(Qreduce) function to simplify the post-imitation netlist to reduce the size of the netlist and increase the speed of simulation. Cadence's Qreduce function is to perform equivalent operations on the RC network through mathematical operations to reduce the number of nodes, thereby reducing the size of the netlist, but at the same time ensuring that the accuracy will not cause a relatively large loss. This article will discuss the degree of post-simulation netlist reduction, the impact of simulation accuracy, simulation speed and memory consumption, and give key comparison indicators.
Key words : Qreduce;post-simulation netlist;simulation accuracy;simulation speed

0 引言

在電路設計中,模擬仿真是一項非常重要的任務。通過模擬仿真,設計人員可以驗證電路的功能和性能,以確保電路的正確性和可靠性。經過幾十年的半導體技術的不斷發展,現今工藝節點已經步入2 nm時代,FinFet工藝也得到廣泛的成熟的應用。這使得芯片的集成度大大提高,隨之而來的是需要考慮更加復雜的寄生效應。這對設計人員提出更高的要求,也使得電路仿真驗證和分析的工作更加繁重。以一個中等規模的電路設計為例,對實際版圖進行寄生抽取以后所得的后仿網表,往往都包含了大量復雜的寄生RC網絡,需要仿真器求解的電路節點也動輒會達到百萬以上的量級,而典型的大型混合信號電路,寄生RC網絡帶來的節點規模更是超過千萬甚至上億個。由此可見,電路后仿真將會是一件非常消耗時間和內存的事情,而對于后仿真有問題的電路進行分析和定位的迭代過程也將會變得非常困難,這也使得電路后仿成為整個設計周期的一個瓶頸。因此,人們希望通過一些理論來減小寄生網表的規模的同時可以保持相對較高的精度,以達到高效的工作效率,縮短Turnaround Time(TAT)。這個過程可以借助時下先進的EDA工具來實現。Cadence的寄生抽取工具Quantus里的reduce功能,是通過先進的算法,將RC網絡進行數學等效運算,以減少節點,從而達到縮減網表的規模,但同時保證了不會對精度造成比較大的損失[1]。本文將會論述如何應用Cadence公司的寄生抽取工具Quantus進行post-layout寄生抽取,利用Quantus的Qreduce功能對后仿網表進行精簡,以達到縮減網表規模,提高仿真速度的目的;同時可以計算Device到Device之間的等效電阻、Net到Net之間的等效電容、Net上的總電容,方便對后仿真中有問題的關鍵信號路徑進行debug分析。



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作者信息:

李嘉欣1,2,3,黃亞平1,2,3,胡劼1,2,3,凌秋嬋4,楊曉晨4

(1.深圳市中興微電子技術有限公司,廣東 深圳 518055;2.射頻異質異構集成全國重點實驗室,廣東 深圳 518060;
3.移動網絡和移動多媒體技術國家重點實驗室,廣東 深圳 518055;4.上海楷登電子科技有限公司,上海 200120)

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