本文翻譯轉載于：Cadence blog

作者：Reela

在身處技術驅動的大環(huán)境中，半導體設計需要做到更迅速、更節(jié)能以及更穩(wěn)健。為了滿足這一需求，半導體制造企業(yè)需要不斷突破技術創(chuàng)新。通過對更多參數(shù)及其影響的分析，客戶才能實現(xiàn)較現(xiàn)行設計方法更優(yōu)秀的 PPA 目標。例如，全局額定值或全局的裕度會造成性能和功耗的顯著浪費。

為了應對類似挑戰(zhàn)，Cadence 持續(xù)創(chuàng)新并開發(fā)了 Cadence Tempus 設計穩(wěn)健性分析（DRA）套件，提供解決上述問題所需要的分析能力。該套件采用先進的建模算法，賦能工程師分析，識別并糾正對變化極為敏感的關鍵設計要素，包括適用于模塊級的 Tempus ECO Options 和子系統(tǒng)/全芯片級的 Cadence Certus 收斂解決方案，兩者皆可在 Innovus 設計實現(xiàn)系統(tǒng)中調用。通過充分發(fā)揮套件的高級分析特性，客戶可以強化設計穩(wěn)健性，優(yōu)化功耗、性能和面積（PPA）目標，較傳統(tǒng)基于裕度的方法實現(xiàn)最高達 10% 的 PPA 目標提升。

TempusDRA 套件

Tempus DRA 套件集合了卓越的分析能力，針對老化效應、電壓降和閾值電壓偏斜等不同類型的時序偏差，解決設計層的穩(wěn)健性問題。該套件包括 5 種高級分析能力，分別適用于穩(wěn)健半導體設計的特定流程。

老化穩(wěn)健性

01

Tempus DRA 套件以其卓越的老化穩(wěn)健性分析能力在業(yè)界獨樹一幟，PPA 目標最高可提高 10%，適用于汽車、航空航天、消費者電子、移動設備和大規(guī)模計算等領域。該套件允許工程師在 Cadence Liberate Library 表征化流程工具內(nèi)控制老化表征環(huán)境及參數(shù)，提供老化環(huán)境的完整分析結果，并通過統(tǒng)計學圖表直觀呈現(xiàn)應力和恢復狀態(tài)。

與老化感知時序和限制結合，老化穩(wěn)健性可以實現(xiàn) SPICE 級精度的卓越 PPA 結果。在臺積電 TMI 和其他 SPICE 可靠性模型的支持下，可以跟蹤任意場景下的靜態(tài)時序分析（STA）、實例老化、非統(tǒng)一老化及恢復模型選擇，并且能調節(jié) STA 的最優(yōu)設置。得益于此，老化效應導致的非必要延遲被清除，進一步加速設計收斂。

電壓穩(wěn)健性

02

電壓穩(wěn)健性分析與 Tempus 電源完整性（PI）和 Voltus IC 電源完整性解決方案無縫集成，大幅提升了現(xiàn)有的簽核解決方案。該集成采用了新一代（IR）壓降分析和修復技術。電壓穩(wěn)健性分析通過 Tempus ECO Option 實現(xiàn)修復流程的自動化，并通過優(yōu)化 Victim 及 Aggressor 信號路徑解決壓降問題。值得注意的是，該分析可以識別傳統(tǒng) IR 壓降簽核方法容易忽略的時序違例，防止可能導致高昂成本硅片失效的發(fā)生。最大 IR 壓降設計裕度的降低也可以幫助實現(xiàn)更優(yōu)的 PPA 目標。

時序穩(wěn)健性

03

時序穩(wěn)健性分析是 Tempus DRA 套件的第三項分析能力。這項強大的能力可以通過對硅片性能的統(tǒng)計學測量而達到時序的準確性，在符合 Sigma 可靠性要求的同時顯著提高設計 PPA。其用戶友好的界面可以加速設計局部更改（ECO）流程，提供相較于傳統(tǒng) SPICE 蒙特卡洛分析更直截了當?shù)姆椒ā?/p>

硅預測

04

硅預測是 Tempus DRA 套件的第四項分析能力，專注于硅片特性的持續(xù)調優(yōu)，可以對硅片的設備模型、庫和目標設備模型提供快速反饋，幫助設計工程師對設計進行快速調整。硅預測支持包括 PBA（物理設計、構建和分析），GBA（全局構建與分析）等設計的各個階段，并在 Tempus 時序解決方案、Tempus ECO Option 和 Innovus 設計實現(xiàn)系統(tǒng)中可用。

設計工程師可以用硅預測功能建立模型與硬件的相關性，獲得理想的硅片性能，并在 Tempus 時序和 Liberate 表征化流程期間實現(xiàn)精準的統(tǒng)計學建模，在硅前靜態(tài)時序分析（STA）簽核時識別離散參數(shù)。該分析能力可以賦能設計團隊，助其達成確鑿的收斂和優(yōu)化，利用硅預測預判延遲，并提高 PPA 和良率。

電壓閾值偏斜穩(wěn)健性

05

電壓閾值（VT）偏斜穩(wěn)健性是 Tempus DRA 套件的第五項分析能力，用于應對目前 STA 方法固有的時序悲觀。Tempus DRA 套件幫助工程師更靈敏的分析 TT（溫度和電壓）corners，為每個 VT 類型執(zhí)行快速降額以將延遲優(yōu)化至慢 corners 和快 corners（SSG 和 FFG）。設計師可以將庫與 VT 類型捆綁，為每個 VT 類型定義慢和快降額。Tempus DRA 套件可以執(zhí)行優(yōu)化排列，并根據(jù) VT 類型的啟動和捕捉路徑找出最差的松弛變量。

Tempus DRA 套件是一套高級分析能力的完整合集，致力于增強設計層穩(wěn)健性，對比傳統(tǒng)方法實現(xiàn)更卓越的 PPA 提升。得益于其對老化穩(wěn)健性、電壓穩(wěn)健性、時序穩(wěn)健性、硅預測和 VT 偏斜穩(wěn)健性的專注，該套件可以助力設計團隊在快速迭代的技術環(huán)境下創(chuàng)建更高效、可靠、具有競爭力的半導體解決方案。這是實現(xiàn)新一代半導體設計的關鍵一步。

Tempus DRA 套件是廣泛 Cadence 數(shù)字與簽核工作流程的組成部分，支持 Cadence 智能系統(tǒng)設計戰(zhàn)略，助理實現(xiàn)卓越的片上系統(tǒng)（SoC）設計。

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