最近我一直在和来自Synopsys和Concertio的人聊天，现在我的脑子里充满了关于超融合芯片设计、可靠性分析、实时性能优化和硅生命周期管理等“东西”，我不知道我是要来还是要走。
我以前讲过这个故事(毫无疑问，我还会再讲一次)，但当我大约在1980年在英国曼彻斯特的国际计算机有限公司(ICL)设计我的第一个数字ASIC时，我唯一的设计工具是铅笔、纸、数据书和我可怜的老脑袋。当然，问题中的asic是在5微米技术节点上实现的，并且只有几百个等效的逻辑门，但是，如果你不密切关注它们，它们仍然可能是狡猾的小流氓。
功能验证涉及到团队的其他成员查看门级和寄存器级原理图，并提出一些尖锐的问题，如“这个比特是做什么的”和“为什么要这样做?”一旦你让他们满意地回答了这些问题，你就可以开始时间验证了。这需要你用眼睛识别任何关键路径，然后用手计算和计算与这些路径相关的延迟(我知道没有人拥有一个简陋的四功能电子计算器)。
后来，我去了一家名为Cirrus Designs的公司，然后去了它的姐妹公司Cirrus Computers，这两家公司最终都被美国测试设备公司GenRad收购，我开始与HILO 2合作，这是早期的数字逻辑模拟器之一。事实上，HILO-2是第一个真正的寄存器传输级(RTL)模拟器，尽管“RTL”这个术语在以前还没有被创造出来。这个小流氓在当时是非常复杂的，因为它有三个方面:一个可以使用最小(min)、典型(typ)和最大(max)延迟运行的逻辑模拟器;一个故障模拟器，也可以运行使用最小，类型，或最大延迟;以及一个动态定时模拟器，可以使用min-typ、type -max或min-max延迟对运行。
我对动态计时模拟器印象特别深刻。常规模拟器使用选定的延迟模式从0过渡到1再到0，动态定时模拟器则从0过渡到“变高不知道什么时候”到1再到“变低不知道什么时候”再到0，其中“不知道什么时候”状态包含了相关的延迟对。
虽然这一切都发生在我写下这些文字的三四十年前，但我永远无法想象今天的设计工程师可以使用的工具。当然，今天的设计工程师需要非常强大和难以置信的复杂工具，因为他们正在处理高度融合的设计和设计流程。通过超收敛设计，我们谈论的是具有多种模拟、数字和混合信号组件的单个骰子，或者包含可能在不同工艺节点上实现的多个骰子的单个包。所有这些都涉及在更高频率下运行的更大、更复杂的电路，与高级处理节点相关的边际减少和寄生增加，以及对更快、更高容量的精确模拟器的需求。
与此同时，超收敛的设计流基于由流中的所有工具共享的公共数据模型。拥有公共数据模型有助于在不同设计阶段之间共享信息，从而减少设计迭代和上市时间(TTM)。
可靠性分析
你还记得吗我最近的专栏关于这本书，我们可以在EE Journal上看到嵌入式系统设计的实践指南亚当·泰勒，丹·宾努和萨凯特·斯里瓦斯塔瓦?如果是这样的话，你可能还记得我说过的话:“因为亚当是我认识的少数几个成功(有意地)将他的基于fpga的设计发射到太空的人之一，关于可靠性的主题有大量的材料，包括如何进行最差情况分析以及如何评估系统的可靠性。”
我在这里提到这一点的原因是，我一直在视频聊天的人之一是Anand Thiruvengadam，他是公司的产品管理总监Synopsys对此．阿南德的任务是提高我对Synopsys新PrimeSim可靠性分析解决方案。
Anand首先告诉我，PrimeSim可靠性分析具有经过验证的、经铸造认证的可靠性分析技术的统一工作流，它为关键任务应用提供了更快的可靠性合规时间，它提供了符合ISO 26262等标准的全生命周期覆盖，并且它与PrimeSim Continuum和PrimeWave设计环境紧密集成。我试图保持我脸上的表情，我希望这是一种知识渊博的表情，但我担心阿南德没有被愚弄，所以他很快给我看了下面的图表:
黄金时段可靠性分析为全生命周期可靠性验证提供了经过验证的技术的统一工作流程(图片来源:Synopsys)。
啊，现在一切都清楚了。PrimeSim电路检查(CCK)可在几分钟内提供可编程静态模拟和数字电路检查，全芯片验证，PrimeSim自定义故障提高测试覆盖率，减少缺陷逃逸，验证符合ISO 26262的安全性，并加速硅故障分析。PrimeSim AVA使用机器学习(ML)提供快速设计边缘性分析快速运行，可捕获100倍至1000倍的样本，同时提供精度在PrimeSim HSPICE 1%以内的结果。PrimeSim SPRES提供电源/地面完整性分析，增强了EM和IR分析，可在设计周期的早期和后期部署，并提供快速静态分析，在几分钟内处理1M以上的单元网络。Signoff EMIR分析，用于确保电热可靠性，由StarRC(大容量电源和地面优化)，PrimeSim EMIR(高性能，铸造认证的EMIR分析)和Custom Compiler(高级“what-if”分析和调试)的组合提供。最后，但并非最不重要的是，PrimeSim MOSRA意味着我们可以通过高性能设备老化分析来确保较长的运行寿命。唷!
硅生命周期管理
就在我以为事情不会变得更有趣的时候，他们真的变得更有趣了。这是我们稍微转换一下话题，考虑Synopsys集成硅生命周期管理(SLM)平台的主题SiliconMAX，通过对正在进行的硅测量的智能分析，帮助我们在设备生命周期的每个阶段改进硅操作指标。(我之所以说“换档”略可靠性分析和硅生命周期管理是齐头并进的。)
一般的SLM方法可以概括如下所示。我们从智能嵌入到每个芯片的各种监视器和传感器开始，我们使用这些小碎片来生成丰富的数据集，为分析引擎提供数据，从而在每个设备生命周期的每个阶段实现优化在设计中(使用基于传感器的硅感知优化)，在生产中(使用产品斜坡和准确的故障分析)，在生产中(使用批量测试和质量管理)，在现场(使用预测维护和优化性能)。
一般SLM方法(图片来源:Synopsys)
2020年6月，Synopsys宣布收购了Qualtera，这是一家快速增长的半导体测试和制造高性能协同大数据分析提供商。2020年11月，该公司宣布收购了Moortec，这是一家专注于过程、电压和温度(PVT)传感器的芯片内监控技术的领先提供商。
说句题外话，在Synopsys被收购的几个月前，我写了一篇关于Moortec的专栏文章分布式片上温度传感器提高性能和可靠性)．这不是第一次发生在我身上了。有一次，我为一家初创公司创建的网页内容在他们还没来得及付钱给我之前就被收购了(新的母公司后来付钱给我)。当然，我并不是说我的专栏表现得如此强大，以至于我所写的任何公司都一定会被收购(但我并没有不说出来也一样)。
所有这些都让我们想到了一家名为Concertio的公司，该公司开发了一种创新的人工智能性能优化工具，通过该工具，SLM代理可以持续监控现场操作应用程序与底层系统环境之间的交互。
你难道不知道吗?2021年11月1日，Synopsys宣布通过收购Concertio，将通过实时现场优化技术丰富其SLM解决方案。令人高兴的是，我与Synopsys设计组测试产品营销高级总监Steve Pateras进行了交谈。
我们在这里讨论的是在不影响性能或设计流程的情况下添加仪器。除了温度和电压，这种仪器甚至可以测量硅芯片的路径延迟。结果数据不仅是“现在”收集的，而且是随着时间的推移而收集的。使用这些信息，代理的优化引擎可以动态地调整和重新配置系统——修改应用程序设置、操作系统设置和网络设置——从而得到一个始终针对其当前使用情况进行优化的自调优系统。这些代理可以部署在小型设备、功能强大的设备和功能强大的设备中，以提供任何规模的动态优化即服务。
随着Concertio的加入，Synopsys的SLM功能现在从设计和测试扩展到现场优化领域，提供了一种对系统上运行的软件执行实时分析和优化的方法，包括为数据中心提供动力的高性能处理器或汽车应用程序中的计算引擎。
我不知道你是怎么想的，但我现在脑子里满是想法。使用本专栏中讨论的技术，我们现在可以设计超可靠的系统，然后在现场监控和微调它们的性能。我们确实生活在一个充满奇迹的时代。你说呢?你对这一切有什么看法?
