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什么是稳定性 分析?

新思科技 编辑部

2022年2月7日 / 阅读时间 2 分钟

定义

稳定性 分析是指在电压、工艺和温度等变异性 效应影响下,对设计性能进行分析的过程。它提供了额外的统计指标来衡量性能,对静态时序分析形成补充;同时,通过解决变异性 问题,增强芯片的抗干扰能力,并通过解决最坏情况下的设计约束,推动功耗、性能和面积(PPA )的改进。

稳定性 分析是如何运作的?

稳定性 该分析通过计算统计指标来衡量,在存在变异性 的情况下,设计/路径/单元性能的故障 。变异性 分析通过建模路径之间的相关性,以改善稳定性 ,从而应对局部变化。

在电压分析中,该工具会对路径中该节点的电压进行扫描,以计算路径松弛度为0时的电压。0松弛度时的电压与额定工作电压之间的差值,即定义了该路径的电压敏感度。

变异性 类型描述对设计的影响
电压扫描电压水平以确定0松弛阈值确定电压灵敏度和红外辐射(infrared radiation) 的可靠性
过程变异性 的制造过程对晶体管性能的影响会影响时序路径并引入局部变异性
温度环境温度或结温的变化会影响时间点,漏电 ,并可能导致延迟波动

稳定性 分析的优势

稳定性 该分析有助于设计人员提高芯片对变异性 的抗干扰能力,并进一步提升性能和红外辐射(infrared radiation) 可靠性;根据具体设计/应用的不同,所获得的效益也可进行优化。例如,对于归类为HPC的设计/芯片,稳定性 分析可通过解决过度设计/保守估计问题来提升性能;而对于低功耗设计,则可从功耗降低和红外辐射(infrared radiation) 可靠性提升中获益。 对于需要高西格玛(high-sigma)签核的应用,例如高良率芯片或安全关键型应用(如:汽车、医疗),可以在更高的西格玛水平上受益于改进的稳定性 和降低的保守估计。

稳定性 分析通过以下方式创造价值:  

  • 确定在存在变异性 参数的情况下,故障 的设计概率
  • 可识别影响设计稳定性 的薄弱环节/瓶颈单元,并通过ECO提升抗干扰能力
  • 通过将裕度保守估计降至最低,使设计能够实现 Fmax 提升
  • 通过识别和优化红外辐射(infrared radiation) 中的敏感单元,改善设计中的电压稳定性 
优势描述
增强了变异性 的抗性可降低因电压、工艺和温度导致的故障 风险变异性
Power与红外辐射(infrared radiation) 的掉落优化识别并优化红外辐射(infrared radiation) 敏感或设计过度的单元格
性能提升(Fmax)将保守的设计约束降至最低,以提高频率
高西格玛签核信心提高关键任务型应用(汽车、医疗)的稳定性
ECO 指导识别薄弱路径和单元,以高效处理工程变更指令(ECOs)

稳定性 分析与 新思科技

新思科技的PrimeShield™ 解决方案可在先进工艺节点上提供设计稳定性 分析和优化,使设计人员能够面对日益加剧的工艺和电压波动,有效提升设计稳定性 。该解决方案通过最大限度地减少过度保守、过大的裕量和过度设计,同时确保设计安全性,从而帮助设计人员降低设计功耗并提升频率。 

PrimeShield 能够快速识别并推动在阶段、路径和设计层面上对供应电压降或制造变异性等变化敏感的瓶颈进行优化。 通过采用获得专利的快速统计方法和突破性的机器学习技术,PrimeShield 成功确立了设计稳定性 分析作为一种有效方法,既能将故障 降至最低,又能将PPA 最大化。与现有解决方案相比,PrimeShield 提供的设计稳定性 分析和优化速度快 100 倍至 10,000 倍。该方案可扩展至包含数十亿个晶体管的量产系统级芯片(SoC),同时利用行业标准 输入数据实现即时部署。

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