vol.115 RTL Architect

RTL Architect

RTL Architectの「シフト・レフト」ストラテジにより、フィードバックまでの期間を大幅に短縮

概要

RTL ArchitectTMは業界初のフィジカル設計を考慮したRTL設計システムで、開発サイクルを大幅に短縮しながら優れた結果品質(QoR)を実現します。RTL ArchitectはシノプシスのFusion Design PlatformTMで導入された「シフト・レフト」ストラテジを継承し、設計サイクルの早期段階で消費電力、性能、面積(PPA)の課題に対処します。極度に複雑化した先端プロセス・ノードでは、フィジカル・インプリメンテーション手法だけでPPAの目標を達成することは困難で、RTL設計の段階で個々のアプリケーションに最適なアーキテクチャを検討しなければPPAの大幅な改善は望めません。RTL Architectの論理/物理ワークベンチを使用すると、フィジカル設計チームからのフィードバックを待たなくても、アーキテクチャの変更がPPAに与える影響を正確に予測できます。

主な利点

  • 単一のデータ・モデルにより、数十億ゲート規模のキャパシティと包括的な階層設計を実現
  • 高速動作の多目的インプリメンテーション予測エンジンにより、消費電力、性能、面積、配線混雑をRTL設計段階で予測可能
  • 重要な品質指標をシームレスに解析できる使い易い専用ワークフロー環境
  • 制約の自動更新をサポートしたRTLリストラクチャリングにより、アーキテクチャ変更やIPのターゲット変更にも対応
  • 階層型フロアプランを作成し、ブロックの面積、タイミング、混雑度を予測
  • 業界をリードするシノプシスのインプリメンテーション・ソリューションおよびゴールデン・サインオフ・ソリューションを活用することで、設計段階で高い相関性を実現
  • シノプシスのゴールデン・サインオフ・パワー解析エンジンであるPrimePowerの統合により、RTL段階で消費電力を予測・最適化して電力効率の高いデザインを作成可能
  • レイアウト、回路図およびレポートからRTLへの包括的なクロスプローブにより、デバッグが容易

予測モデリング

RTL Architectの新しい予測エンジン(PE)は、シノプシスのインプリメンテーション環境で使用されているエンジンをベースにしており、RTLの多目的解析および最適化を高速に実行し、下流のインプリメンテーション工程におけるPPAを正確に予測します。この予測エンジンは、多くの導入実績を持つ実証済みのシノプシスFusion Design Platformに採用されているコア・インプリメンテーション・アルゴリズムおよびアーキテクチャを活用した、新しいCorrect-by-Constructionモデリングを利用することで、最高のインプリメンテーション結果との高い相関性を実現します。

 

このため、合成工程との間で何度もハンドオフを反復しなくても、RTL設計者自身がHDLコードを検討・最適化でき、タイミングのボトルネックとなっているソース・コードの箇所をピンポイントで特定してRTLの品質改善を図ることができます。

デザイン・プランニング

RTL Architectの階層型デザイン・プランニング・インフラストラクチャは、クロック・ツリーを含むフィジカル・インプリメンテーションを自動で生成します。これにより、RTL設計段階で消費電力、タイミング、面積を正確に見積もることができます。また、このデザイン・プランニング機能はバスおよびパイプライン・レジスタのプランニングもサポートしており、内製およびサードパーティIPを含むRTLブロックの統合が可能です(図1参照)。こうした深い見通しがスピーディに得られるため、設計段階でのフィジカル・インプリメンテーション予測が容易になるだけでなく、RTLドリブンのフィジカル・インプリメンテーションが可能になります。

図1: Arteris® FlexNoC® Interconnect IPの統合

RTL設計者のエクスペリエンスが向上

RTL Architectは、RTL設計者のエクスペリエンスを重視して設計されています。PEによってリーフ・セルからRTLへの対応関係が示されるため、コードの変更がPPAに与える直接的な影響を確認できます。また、図2に示すように各種設計ビューからRTLへのクロスプローブも可能です。レポートは、重大度に応じて色分け表示されます。

図2: RTLのクロスプローブ

たとえば、任意のレポートからレイアウトへ直接クロスプローブできるため、設計者はロジックがどのようなフィジカル・インプリメンテーションとなるかを視覚的に確認できます。この機能を活用すると、RTLによって生じる配線混雑のホットスポット予測を見ながら、混雑が緩和されるような別のアーキテクチャを検討することが可能になります。図3が示すように、RTL ArchitectとFusion CompilerTMの配置配線エンジンの間には高い相関性があります。

図3:RTL ArchitectとFusion Compilerの配線混雑の相関性

RTL設計では消費電力も重要な課題となりますが、インタラクティブなパワー・サマリ・レポートにより、スイッチングおよびグリッチ・パワー、リーク・パワー、クロック・ゲーティング効率など消費電力に関する主要な指標を一目で概観できます。これらの数値は、PrimePowerのゴールデン・サインオフ電力解析エンジンを使用して算出されます。このレポートは、データの並べ替えやフィルタリング、およびRTLへのクロスプローブが可能です。

工程間のギャップを埋める

RTL Architectを活用することで、インプリメンテーションへのハンドオフ前にRTLの品質を飛躍的に高めることができます。精度の低い既存のソリューションでは、下流のインプリメンテーション・ツールで補正の必要があり、生産性が上がらないという問題がありましたが、RTL Architectはこの状況を打開します。フィジカル・インプリメンテーションの問題を設計サイクルの早期段階で特定および修正するシフト・レフトのストラテジにより、RTLの品質が改善し、先端ノードにおける困難なPPAの目標を達成できるようになります。