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견고성 분석 란 무엇인가요?

Synopsys 편집부

2022년 2월 7일 / 읽는 데 2분

정의

견고성 분석 이는 전압, 공정, 온도 등의 변동 요인이 존재하는 상황에서 설계의 성능을 분석하는 과정입니다. 이 과정은 성능을 측정하기 위한 추가적인 통계적 지표를 제공하여 정적 타이밍 분석 , 칩이 변동 요인에 대한 내성을 갖도록 지원하며, 비관적 설계 제약 조건을 해결함으로써전력, 성능, 면적(PPA)의 개선을 이끌어냅니다.

견고성 분석 는 어떻게 작동하나요?

견고성 분석 이 방법은 변동이 존재할 때 설계/경로/셀의 성능 저하를 측정하는 통계적 지표를 산출하여 작동합니다. 변동 분석은 경로 간의 상관관계를 모델링하여 국소적 변동에 대한 견고성을 향상시킵니다.

전압 분석의 경우, 이 도구는 경로 내의 특정 지점에서 전압을 스윕하여 경로의 슬랙이 0이 되는 전압을 계산합니다. 슬랙이 0일 때의 전압과 공칭 작동 전압 간의 차이는 해당 경로의 전압 민감도를 나타냅니다.

변형 유형설명설계에 미치는 영향
전압0 슬랙 임계값을 파악하기 위한 전압 레벨 스윕전압 감도와 IR 신뢰성을 결정합니다
프로세스트랜지스터의 성능에 영향을 미치는 제조 공차타이밍 경로에 영향을 미치며 국부적인 변동을 유발합니다
온도주변 온도 또는 접합 온도의 변화타이밍과 누설에 영향을 미치며, 지연 변동을 유발할 수 있습니다.

의 이점 견고성 분석

견고성 분석 이는 설계자가 칩의 변동성 내성을 향상시키고, 성능을 더욱 높이며, IR 신뢰성을 개선하는 데 도움을 주며, 설계/응용 분야에 따라 얻을 수 있는 이점을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어, HPC( 견고성 분석 )로 분류되는 설계/칩의 경우, 과잉 설계(over-design) 및 비관적 가정(pessimism) 문제를 해결함으로써 성능을 향상시킬 수 있는 반면, 저전력 설계의 경우 전력 절감과 향상된 IR 신뢰성이라는 이점을 얻을 수 있습니다. 고수율 칩이나 안전이 중요한 애플리케이션(예: 자동차, 의료)과 같이 높은 시그마(sigma) 수준의 사인오프가 필요한 애플리케이션의 경우, 향상된 견고성과 더 높은 시그마 수준에서의 비관적 가정 감소로 인해 이점을 얻을 수 있습니다.

견고성 분석 다음과 같은 방식으로 가치를 제공합니다:  

  • 변동 매개변수가 존재할 때 설계의 실패 확률을 산정한다
  • 설계의 견고성에 영향을 미치는 취약 셀 및 병목 현상을 일으키는 셀을 식별할 수 있게 하며, ECO를 통해 내성을 향상시킵니다.
  • 마진 보수적 가정의 영향을 최소화하여 설계의 Fmax 향상 효과를 실현합니다.
  • IR에 민감한 셀을 식별하고 최적화하여 설계의 전압 내성을 향상시킵니다. 
이점설명
변이에 대한 내성 향상전압, 공정 및 온도 변동 시 고장 위험을 줄여줍니다.
전력 및 IR 강하 최적화적외선(IR)에 민감하거나 과도하게 설계된 셀을 식별하고 최적화합니다.
성능 향상 (Fmax)주파수를 향상시키기 위해 비관적 설계 제약 조건을 최소화한다
높은 시그마 수준의 사인오프 신뢰도미션 크리티컬 애플리케이션(자동차, 의료)의 내결함성을 향상시킵니다.
ECO 지침효율적인 엔지니어링 변경 지시서(ECO)를 위해 취약한 경로와 셀을 식별합니다.

견고성 분석 그리고 Synopsys

Synopsys의 PrimeShield™ 솔루션은 첨단 노드에서 설계 견고성 분석 와 최적화를 제공하며, 설계자가 점점 심해지는 공정 및 전압 변동성에도 불구하고 설계 견고성을 효과적으로 향상시킬 수 있도록 지원합니다. 이 솔루션을 통해 설계자는 설계 안전성을 확보하는 동시에 과도한 보수적 가정, 과도한 마진, 과도한 설계를 최소화함으로써 설계 전력 소모를 줄이고 주파수를 높일 수 있습니다. 

PrimeShield 공급 전압 강하나 제조 변동성과 같은 요인에 민감한 단계, 경로 및 설계 수준의 병목 현상을 신속하게 파악하고 최적화를 추진할 수 있습니다. 특허를 취득한 고속 통계 기법과 획기적인 머신러닝 기술을 활용하여, 설계 견고성 분석 를 고장률을 최소화하고 PPA를 극대화하는 방법으로 확고히 정립합니다. ‘ PrimeShield ’는 기존 솔루션에 비해 설계 견고성 분석 및 최적화 속도를 100배에서 10,000배까지 향상시킵니다. 또한 수십억 개의 트랜지스터를 갖춘 대량 생산용 시스템 온 칩(SoC) 까지 확장 가능하며, 업계 표준 입력을 사용하여 즉시 배포할 수 있습니다.

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