《电子技术应用》
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一种基于Quantus-reduce加速模拟仿真验证分析的解决方案
2023年电子技术应用第8期
李嘉欣1,2,3,黄亚平1,2,3,胡劼1,2,3,凌秋婵4,杨晓晨4
(1.深圳市中兴微电子技术有限公司,广东 深圳 518055;2.射频异质异构集成全国重点实验室,广东 深圳 518060; 3.移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室,广东 深圳 518055;4.上海楷登电子科技有限公司,上海 200120)
摘要: 随着半导体技术的进步,芯片的设计规模不断扩大,这使得电路设计需要考虑的寄生效应更加复杂,电路的后仿真工作也变得更加繁重。介绍了如何应用Cadence公司的寄生抽取工具Quantus进行post-layout寄生抽取,利用Quantus的Standalone Reduction (简称Qreduce)功能对后仿网表进行精简,以达到缩减网表的规模,提高仿真速度的目的。Cadence的Qreduce功能是通过数学的运算,将RC网络进行等效运算,以减少节点,从而达到缩减网表的规模,但同时保证了不会对精度造成比较大的损失。从后仿网表的缩减程度、仿真精度的影响、仿真速度以及内存消耗等方面进行论述,给出关键对比指标。
中图分类号:TN402 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.239803
中文引用格式: 李嘉欣,黄亚平,胡劼,等. 一种基于Quantus-reduce加速模拟仿真验证分析的解决方案[J]. 电子技术应用,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

在电路设计中,模拟仿真是一项非常重要的任务。通过模拟仿真,设计人员可以验证电路的功能和性能,以确保电路的正确性和可靠性。经过几十年的半导体技术的不断发展,现今工艺节点已经步入2 nm时代,FinFet工艺也得到广泛的成熟的应用。这使得芯片的集成度大大提高,随之而来的是需要考虑更加复杂的寄生效应。这对设计人员提出更高的要求,也使得电路仿真验证和分析的工作更加繁重。以一个中等规模的电路设计为例,对实际版图进行寄生抽取以后所得的后仿网表,往往都包含了大量复杂的寄生RC网络,需要仿真器求解的电路节点也动辄会达到百万以上的量级,而典型的大型混合信号电路,寄生RC网络带来的节点规模更是超过千万甚至上亿个。由此可见,电路后仿真将会是一件非常消耗时间和内存的事情,而对于后仿真有问题的电路进行分析和定位的迭代过程也将会变得非常困难,这也使得电路后仿成为整个设计周期的一个瓶颈。因此,人们希望通过一些理论来减小寄生网表的规模的同时可以保持相对较高的精度,以达到高效的工作效率,缩短Turnaround Time(TAT)。这个过程可以借助时下先进的EDA工具来实现。Cadence的寄生抽取工具Quantus里的reduce功能,是通过先进的算法,将RC网络进行数学等效运算,以减少节点,从而达到缩减网表的规模,但同时保证了不会对精度造成比较大的损失[1]。本文将会论述如何应用Cadence公司的寄生抽取工具Quantus进行post-layout寄生抽取,利用Quantus的Qreduce功能对后仿网表进行精简,以达到缩减网表规模,提高仿真速度的目的;同时可以计算Device到Device之间的等效电阻、Net到Net之间的等效电容、Net上的总电容,方便对后仿真中有问题的关键信号路径进行debug分析。



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作者信息:

李嘉欣1,2,3,黄亚平1,2,3,胡劼1,2,3,凌秋婵4,杨晓晨4

(1.深圳市中兴微电子技术有限公司,广东 深圳 518055;2.射频异质异构集成全国重点实验室,广东 深圳 518060;
3.移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室,广东 深圳 518055;4.上海楷登电子科技有限公司,上海 200120)

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