在竞争激烈的世界混合信号设计,项目延迟是致命的盈利能力。设计周期短,市场波动很快,给任何公司竞争优势,能够加速它的设计过程。半导体技术的学术研究中心(STARC),我们得到的使命找到设计时切成两半,消除昂贵的资源对我们支持的公司。万博1manbetx我们实现了这一目标,我们的新系统级设计流程。
我们的系统级设计流程(我们称之为STARCAD-AMS)开始迅速和广泛的行为建模仿真软件万博1manbetx®。一旦我们有了一个设计作品在系统层面上,我们从模型生成C代码模型和将其导入节奏万博1manbetx®艺术大师®,它是模拟使用AMS设计师。我们用C代码来验证我们的电路级设计的正确性。我们STARCAD-AMS流使用基准测试法模拟-数字转换器(ADC)的设计。我们的结果表明,设计时间减半。
关于STARC
STARC是由日本主要研究联盟共同创办半导体公司。联盟的任务是加强日本半导体产业促进研究和发展的前沿技术和流程。STARC作品其成员公司和政府和学术界提高设计效率和促进半导体行业的增长。
混合信号设计挑战
结合模拟和数字组件在单个芯片上创建挑战通常不会遇到在严格严格模拟或数字设备的设计。首先,整个系统设计必须划分为其模拟和数字部分。大多数公司依赖工程师的主观判断来决定这样做,而不是基于分区实际实现的约束,目标,和有形的指标。第二,系统级和电路级设计师所使用的不同设计环境阻碍两组之间的合作。第三,理解和减轻模拟组件的布局影响,整个设计必须使用一种语言模拟电路层面如香料。电路级仿真花太多时间实际测试新设计思想或考虑假定场景。
不解决这些挑战的后果是昂贵的。我们的成员公司的一项调查显示,平均而言,三种都必须完成设计一种新型的混合信号。除了每个衍生版本的财务成本,由此产生的延误会导致设计过时之前甚至装船。
STARCAD-AMS设计流
在项目的第一阶段,我们专注于使用布局工具、香料和其他电路级仿真器来提高模拟电路设计过程。虽然我们设计时减少了约20%,许多错误仍布线后才被验证。这些错误迫使我们修改原设计和重做的大部分工作我们已经完成。
识别错误之前,我们转移我们的注意力从原理到布局设计。然后,我们实现了额外的设计时减少50%。在那之后,我们需要将我们的焦点转向更有效的混合信号系统级设计设计。比较不同的系统级设计工具之后,我们选定的MATLAB®和仿真软万博1manbetx件。我们知道与MATLAB仿真软件能够快速模拟运行。万博1manbetx从模型生成的代码模型可以结合节奏和电路级万博1manbetx设计流量的关键需求。此外,许多使用MATLAB和Simulink STARC成员公司已经,他们建议我们使用它们。万博1manbetx
STARCAD-AMS流,我们合作设计和模型的模拟和数字部分设备仿真软件,然后运行系统级模拟来分析设计方案的行为和性能在不同的运行条件。万博1manbetx例如,我们研究如何影响信噪比的信号带宽和电源信号的变化。我们也评估组件变化的影响;例如,我们确定运算放大器和比较器参数如何影响系统的整体性能。理解这些复杂的系统关系是至关重要的设计优化。通过使用仿真软件代万博1manbetx替电路级模拟器,我们可以完成数以百计的模拟的时间之前完成。
一旦我们在仿真软件验证设计的行为,我们从模型生成C代码使用仿真软件编码器万博1manbetx™和嵌入式编码™。我们将C代码导入到节奏大师和模拟电路级模型中的使用AMS设计师。通过比较仿真软件仿真结果与万博1manbetxAMS设计师仿真结果,我们验证了电路级模型。数字部分的设计,我们首先验证每个组件,然后组组件,最后,整个系统。模拟部分,验证始于组模拟组件。设计过程中继续为我们建立的电路级流STARCAD-AMS发展的早期阶段。
STARCAD-AMS工作流促进设计分区,因为它使系统模型的快速过渡到寄存器传输级(RTL)设计、逻辑综合、和一个网表。网表,工程师可以估计该地区和电力需求的电路,对最优分区做出明智的决定。
除了模拟和数字组件建模,我们使用仿真软件来创建测试长椅。万博1manbetx在此用例中,从模型生成C代码是用于驱动电路级仿真的输入信号。万博1manbetx
设计一个法模拟-数字转换器:一个案例研究
为了测试新工作流,我们应用一个三阶的设计,法ADC。调制器和大量毁灭滤波器建模仿真软件利用积分器,增益,和过滤模块,以及传递函数阻塞和MATLAB函数(图1万博1manbetx)。完整的设计包括大约200模拟元素和200年的数字。
建模和模拟的初始设计后,我们使用MATLAB脚本编程模型中系统参数调整。接下来,我们从模型中生成的C代码和代码导入到AMS设计师(图2)。
图2。万博1manbetx仿真软件模型组件(上)用于生成C代码为AMS设计师组件(底部)。信号块用于生成测试信号来刺激其他块模型。
我们跑在AMS设计师使用相同的输入信号和模拟比较了AMS设计师输出与模型输出验证AMS设计师实现(图3)。万博1manbetx
图3。输出波形仿真软件(上)和AMS设计师(底万博1manbetx部)显示几乎相同的结果。
使用STARCAD-AMS模拟-数字合作设计流程,我们的目标是设计时减少一半的2013年3月底。三阶的ADC花了三engineer-days从系统设计到布线后的验证。当相同的系统是由另一个团队用Verilog设计的®六engineer-days ams,这项工作要求。我们估计相同的设计将采取两个月只使用电路级设计和仿真工具。
持续的发展
我们演示了STARCAD-AMS我们的成员公司。这些公司的工程师将使用新流程更复杂的混合信号设计,如反序列化器(并行转换器),锁相环(pll)和数字pre-distortion (DPD)设备。我们继续改善STARCAD-AMS,计划进一步自动化整个过程从系统级设计电路图和掩码数据。
