摘  要： 在Cadence公司庆祝Virtuoso发布25周年之际，推出了新一代的IC617，新版本带来了更新，更强大的支持功能，采用领先的模拟验证技术，全平台性能提升10倍以上。在Virtuoso ADE设计环境，仿真器MMSIM,和版图设计都做了很多重要的升级。笔者作为一名模拟电路设计工程师，有幸体验了这个全新的版本，借此平台，向广大同仁介绍使用心得一二。
       关键词： IC617 Virtuoso；混合电路；版图设计
1 概况
       从事模拟集成电路设计的工程师都了解，目前占主要市场模拟电路设计工具的是Cadence公司的Virtuoso工具，该产品目前已支持更先进的工艺节点，完成16/14 nm工艺设计，10 nm/7 nm设计巩固及工艺厂验证，紧跟工艺的发展，正在5 nm工艺电路的开发和支持。
       Virtuoso作为行业的领导者，发明了schematic驱动的设计理念，约束驱动设计，目前提出了全新的设计理念，那就是电感知驱动概念，并在IC617工具设计中体现出来。
       同时Virtuoso工具提高了混合信号电路的验证和实现能力，新的设计套件Virtuoso ADE verifier加入模拟设计工具产品线。该工具的run plan功能大幅提升了模拟IP的验证效率，也大大提高了团队的设计效率。图1 显示了Virtuoso ADE verifier与其他ADE工具的交互关系。

图1  Virtuoso ADE verifier与
ADE套件的交互

2 Virtuoso ADE产品套件介绍
2.1 模拟分析工具Virtuoso ADE Explorer
       Virtuoso ADE Explorer套件功能在电路设计的初期，帮助工程师提供一种高度交互，测试平台分析工具。该工具有如下重要功能：
       (1)提供来自于统计采样的蒙特卡洛和corner分析，而不需要第三方的工具，所有需要的工具都被集成在一个工具里
       (2)提供交互式的器件参数调试模式，在Spectre家族仿真器中可以快速得到仿真结果。
       (3)在电路设计图中提供一个唯一的高性能视窗来辅助拖拉，仿真波形显示等操作。
       (4)Spectre可以检查和辅助检测动态和静态电学失误，在仿真过程中可能引起失败，所以用户不必去复查上Gbyte的数据。
       在此，笔者体验到的参数在线调试这个功能非常的重要，以前的工具中需要在另外的窗口中跑仿真，设置仿真参数，仿真结果出来后需要来回切换电路图与仿真波形，来调试，新的工具在原理图中就能在线调试，效率非常高，并且简化了操作。图2 显示了在线参数调试的操作界面。

图2  参数在线调试功能

2.2 模拟组装工具Virtuoso ADE Assembler
       在Virtuoso ADE Explore的基础上，使用Virtuoso ADE Assembler，该平台集成了功能强大的多种先进分析测试。该工具有如下重要功能：
       (1)加快单用户回归测试，可以简单采取拖拉的方式来创建仿真条件。
       (2)采用清晰、简化的语言改进了回归测试的脚本。
       (3)包含了本地和全局的优化算法，来辅助设计中心。
       (4)具有从定义的Corner中改进最差corner的能力，并优化器件参数来优化以上corner。
       (5)可重用设计，可以把设计从一个流程中移植到另一个设计中。
       笔者认为Run Plan是 Assembler的一个典型的功能，其可以用一次单独的操作，就可以实现创建多参数设置和仿真运行。同时可以进行回归流程和允许用户同时运行多种模式。图3展示了Run plan的操作界面。
       RUN Plan的应用场景主要为：利用IC617的优化工具对设计进行优化，包括本地，全局优化，Corner优化；利用简单的skill把上述优化后的最佳设计点的电路参数自动加载到测试平台中；同时对旧有设计如果电路结构变化不大，可以对Porting/optimization和后续PVT/MC仿真进行流程固化，提高验证完备性。
2.3 模拟验证工具Virtuoso ADE Verifier
       第一次在Virtuoso模拟产品平台中集成了电路验证工具功能。在Virtuoso ADE Explorer和Asembler中可以启动，ADE Verifier，规范模拟全设计验证方法。该工具有如下重要功能：
       (1)提供完整的回归验证环境，把所有设计工程师的模拟模块集中到一起，避免丢失他们的操作。
       (2)提供一种易于阅读模拟模块的电路状态板，移除guesswork。
       (3)多语言支持容易学习曲线。
       (4)为模拟电路世界与扩展的、好定义的数字流程提供一座桥梁。
       新的Virtuoso ADE验证技术和Assembler run plan 功能使我们的设计团队更加的高效。通过实验证明，使用新的Virtuoso ADE工具，可以使模拟IP验证效率提高30%以上。

图3  Run plan的操作界面

3 仿真工具MMSIM的提升
       MMSIM是电路仿真器，新一代的IC617主要带来4个主要方面的革新：
       (1)Fastspice-XPS革新内容：存储仿真器的性能，混合信号的fastspice，AMSD-XPS/Virtuoso等工具。
       (2)Analog/RF仿真：Spectre APS领先的性能和精度，Virtuoso流程支持电路检查，断言和交互仿真，增强了RF环境和RF仿真。
       (3)先进的工艺节点：10/7nmEM（电迁移）特性，已经合作开发下一个工艺节点。
       (4)可靠性设计：EM(电迁移)/IR(电流跌落),自发热，热分析。
       用户可以自行根据精度和速度选择不同的仿真器，具体的侧重点如图5所示。
4 Virtuoso版图工具性能提升

图4  验证平台示例

       随着设计的越来越大，工艺越来越复杂，数据量也是显著的提升，因此对于版图设计工程师来说，数据量的增大，带来的操作越来越慢，针对此问题，新一代的Virtuoso工具利用

图5  不同仿真器精度与性能侧重点

       先进的算法设计，首先就是打开数据的提升，根据官方提供的用户数据显示可见，新版本在打开数据，放大缩小，以及滚动、拖拉等操作速度都显著地提高了。因此，提高了用户的使用体验。图6显示了新版本软件对版图设计操作的性能提升，图7示意了GDS读入速度的比较。

图6  版图设计性能提升

       除此之外，IC617还带来了如下性能的提高：
       (1)图形渲染性能：大版图上缩放、平移、及图形显示的速度可提高 10～100倍。
       (2)模块生成器(ModGen)：采用交互式图形处理流程，ModGens的实时定制更为直观、简单；新版本的模块生成器现在还支持设计单元的同步克隆，产生的版图单元具有相同的物理特性，如晶体管的长度和宽度。这样的话，版图设计师只需要设计一次并重复使用。
       (3)创新结构化器件级布线：结构化的器件级布线功能可实现最高50%的布线效率提升。

图7  GDS读入速度的比较

5 结束语
       随着集成电路规模的发展，以及集成电路工艺10 nm/7 nm等新工艺的不断应用，不断给模拟电路设计工程师提出新的电路设计挑战，同时也给模拟集成电路设计工具带来了挑战，要求设计工具也要与时俱进，紧跟市场需求。工程师要不断地学习掌握新的工艺、新的设计工具，为自己的电路设计不断的改进，给市场带来更完美的电路。