隨著流程節(jié)點的縮小，復雜性、成本和整體風險也在增加。曾經(jīng)可以接受的工藝可變性現(xiàn)在隨著工作電壓的降低而成為一個關(guān)鍵項目。簡單地增加設(shè)計裕量會使芯片失去競爭力。曾經(jīng)被忽視的物理效應現(xiàn)在也變得至關(guān)重要。互連的影響不能再基于簡單的電路拓撲進行建模。布局工具必須具有時序感知能力，時序分析工具必須能夠識別布局。

為高級工藝節(jié)點構(gòu)建、操作和提供所有必需的建模和基礎(chǔ)設(shè)施所需的工作量也呈爆炸式增長。如下圖所示，隨著工藝節(jié)點的發(fā)展，能夠有效滿足所有這些需求的代工廠數(shù)量大幅減少。

晶圓廠數(shù)量大幅減少。

在這種高成本和高風險設(shè)計的背景下，EDA軟件必須提供所需的精度。此外，由于涉及巨大的時間和成本壓力，這些工具必須以合理的運行時間和計算資源完成工作。此過程中最關(guān)鍵的步驟之一是時序簽核。人們始終非常關(guān)注密度和功耗優(yōu)化，但除非滿足時序要求，否則設(shè)計將無法成功實現(xiàn)其預期應用。現(xiàn)在讓我們來看看 Synopsys PrimeTime 解決方案使用的一些技術(shù)，這些技術(shù)在性能和準確性之間取得適當?shù)钠胶?，以滿足高級節(jié)點時序簽核的需求。

片上參數(shù)變化
從歷史上看，如果芯片在“慢”角和“快速”角通過時序，則時序被視為閉合。今天，有太多的時序變量，時序裕量太緊，這樣的方法行不通。相反，使用依賴于延遲/過渡/約束變化建模的統(tǒng)計延遲分布方法。參數(shù)片上變異 （POCV） 技術(shù)使用存儲為統(tǒng)計量的值，并且分布通過分析作為獨立的隨機變量傳播。

為了支持提高精度，包含早期/晚期格式以及矩格式的標準 Liberty 變體格式 （LVF） 與 PrimeTime LVF 流一起使用。矩格式支持非對稱或非高斯分布，包括統(tǒng)計矩（標準差、偏度和非中心平均值）。這有助于增強 Synopsys IC Compiler II 解決方案與 PrimeTime 之間的時序相關(guān)性。例如，在以 <5.0 V 工作電壓運行的 5 nm 技術(shù)的 PrimeTime 與 SPICE 相關(guān)性研究中，PrimeTime 能夠使用矩格式實現(xiàn)與 SPICE 的 1.6% 標準偏差的相關(guān)性。

互連變化建模
在高級節(jié)點，小區(qū)延遲/變異裕度繼續(xù)縮小。為了提高精度，對西格瑪?shù)木植孔兓徒殿~因子的全局變化（對于金屬）進行了建模。這些降額系數(shù)包括電阻因數(shù)和電容因數(shù)。在被認為是局部通孔變化的情況下，建模使用一個單獨的文件進行，該文件為每個通孔層提供每個區(qū)域的標準偏差。

多輸入切換 對于傳統(tǒng)的多輸入切換
（MIS），系數(shù)用于模擬這些效應。對于高級節(jié)點，此近似值被分解。先進的MIS技術(shù)根據(jù)每個輸入的擺動/負載/偏斜計算影響，并支持大多數(shù)組合單元。與不太準確的MIS模型相比，這種方法與SPICE的相關(guān)性有所提高。借助PrimeTime先進的MIS技術(shù)，建模已經(jīng)證明，與SPICE模型相比，使用該技術(shù)產(chǎn)生的波形可以達到1%以內(nèi)。

提高性能
基于路徑的分析 （PBA） 已成為基于圖形的分析 （GBA） 的高精度替代方案，因此效率有所提高，悲觀情緒也降低了。PBA 的增強功能包括窮舉 PBA 和無限模式窮舉 PBA，后者利用具有智能路徑過濾技術(shù)和緩存的大規(guī)模多線程。PBA 的最新創(chuàng)新之一是基于圖形的優(yōu)化，通過對時序圖的關(guān)鍵區(qū)域進行密集的重新分析，將 PBA 運行時間提高了 2 到 5 倍。

集成機器學習
機器學習 （ML） 技術(shù)可用于生成自己的訓練數(shù)據(jù)并動態(tài)學習。這種方法維護成本低，因為它不需要外部培訓或額外資源。ML 算法平衡運行時與準確性作為總負松弛 （TNS） 的函數(shù)。在更高級別的 TNS 中，基于 ML 路徑的分析方法將運行時間大幅縮短了 2 倍到 5 倍。當設(shè)計接近簽核時，ML PBA 運行時會收斂到窮舉 PBA 運行時，并且通過構(gòu)造完全安全簽核。PrimeTime還提供這種基于ML的技術(shù)，以提供功率恢復加速，從而將電力ECO操作提高多達4倍。

同步多電壓 同步多電壓
（SMV） 是 PrimeTime 中使用的一種技術(shù)，可實現(xiàn)單次運行動態(tài)電壓和頻率縮放 （DVFS） 跨域分析。這大大加快了對具有各種電壓電平和時鐘頻率的設(shè)計的分析速度。例如，在具有五個電壓電平和五個時鐘頻率的典型分析中，將運行 25 個角。使用SMV，這些彎道將在一次運行中完成。

快速感知 ECO 的流程規(guī)則 由于 ECO 可以大大增加設(shè)計周期，因此執(zhí)行迭代次數(shù)較少的 ECO
會對進度產(chǎn)生重大影響。借助更具物理意識的 ECO 流程，實現(xiàn) ECO 閉合所需的放置和路徑工具所需的迭代次數(shù)更少。PrimeTime 使用路由感知 ECO 流程，具有電網(wǎng)感知、引腳訪問驅(qū)動和引腳跟蹤對齊功能。對于 7nm 及以下，還有其他功能可確保 ECO 閉合，包括通過梯形圖支持、點接觸規(guī)則支持和上下文感知泄漏。

用戶界面 圖形用戶界面
（GUI） 的可用性對任何 EDA 工具的整體生產(chǎn)力都有很大的影響。PrimeTime的ECO GUI支持完整的簽核驅(qū)動的物理/布局編輯，其中包括全芯片容量密度圖，可用于分析ECO的影響。這種方法允許交互式 ECO 編輯，因為設(shè)計中的編輯和 ECO GUI 中的移動單元格會提供有關(guān)性能變化的即時反饋。

審核編輯：郭婷