SOC設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量保證
進(jìn)入二十一世紀(jì),標(biāo)志著ASIC設(shè)計(jì)時(shí)代結(jié)束,嶄新的系統(tǒng)芯片(SOC)時(shí)代到來。為了適應(yīng)科技發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要,系統(tǒng)設(shè)計(jì)者不斷尋求更短的上市時(shí)間,更高的性能和更低的成本,所有這些都是推動(dòng)SOC需求的主要因素。世界SOC市場(chǎng)1998年只有57億美元,而到2003年預(yù)期能達(dá)到265億美元,市場(chǎng)將保持36％的年增長(zhǎng)率。作為IC設(shè)計(jì)技術(shù)和未來市場(chǎng)的走向,SOC也逐漸受到了國(guó)內(nèi)IC行業(yè)的重視。
SOC的出現(xiàn)導(dǎo)致了IC業(yè)的分工,并且向虛擬再集成的商業(yè)模式發(fā)展,本文對(duì)這種趨勢(shì)作概括的描述。同時(shí),在這種虛擬再集成的商業(yè)模式中,設(shè)計(jì)質(zhì)量是最后SOC產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵因素。功能驗(yàn)證決定了SOC的質(zhì)量,本文主要討論虛擬再集成的商業(yè)模式導(dǎo)致的功能驗(yàn)證方法的發(fā)展。
IC業(yè)的虛擬再集成
今天的IC業(yè)和許多構(gòu)成IC業(yè)價(jià)值鏈的焦點(diǎn)專業(yè)分層,將繼續(xù)沿著已經(jīng)走了十幾年的分工之路走下去,即從垂直結(jié)構(gòu)逐步向水平結(jié)構(gòu)過渡。這種分工促進(jìn)了SOC技術(shù)的成長(zhǎng),縮短了上市周期,降低了芯片造價(jià),提高了經(jīng)營(yíng)效率。
分工的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段：
二十世紀(jì)八十年代后期的設(shè)計(jì)與加工分離是第一個(gè)階段。在這個(gè)階段,從事設(shè)計(jì)的無生產(chǎn)線(Fabless)公司銷售產(chǎn)品,但不擁有加工條件;而加工公司專門提供加工服務(wù)。負(fù)擔(dān)著芯片加工設(shè)施大量開支的加工公司,基本上可以不用面對(duì)產(chǎn)品公司跨入IC業(yè)時(shí)所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。
第二個(gè)階段是二十世紀(jì)九十年代末獨(dú)立IP供應(yīng)商的出現(xiàn)。SOC技術(shù)的復(fù)雜度很高,大大加重了設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān),于是,產(chǎn)生了對(duì)驗(yàn)證好的第三方IP核的需求,以簡(jiǎn)化多功能芯片的設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段,加工公司在提供IP硬核,以及加速經(jīng)過驗(yàn)證的IP核向更小幾何尺寸移植等方面扮演著重要的角色。因此,加工公司處于未來開放式IP時(shí)代的焦點(diǎn),將促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、IC設(shè)計(jì)、第三方IP和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化等這些商業(yè)增值活動(dòng)的虛擬再集成。
SOC趨勢(shì)將進(jìn)一步加速分工的進(jìn)化。分析家預(yù)測(cè)：設(shè)計(jì)服務(wù)和IP將成為分工的主旨,然后是純粹的加工。第三方IP供應(yīng)商將為無生產(chǎn)線公司、集成器件制造商(IDM)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)公司進(jìn)一步減少進(jìn)入市場(chǎng)和縮短上市周期方面的種種障礙。
分工進(jìn)化有幾個(gè)主要的推動(dòng)力量。第一,使用委托加工是進(jìn)入IC業(yè)的一個(gè)低風(fēng)險(xiǎn)、很有競(jìng)爭(zhēng)力的途徑。使用加工服務(wù),無生產(chǎn)線公司進(jìn)入市場(chǎng)時(shí),沒有加工工廠的沉重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而且,IC業(yè)也經(jīng)歷反復(fù)的商業(yè)周期。在衰退期時(shí),使用加工的IC公司有低得多的固定成本,會(huì)更有競(jìng)爭(zhēng)力。第二,SOC趨勢(shì)大大增加了設(shè)計(jì)復(fù)雜度,促使無加工線公司和集成器件制造商專注于它們的核心競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品：高層次設(shè)計(jì)和IP。
分析家預(yù)測(cè)新的IP時(shí)代要經(jīng)歷一個(gè)根本的改變。這個(gè)改變是系統(tǒng)開發(fā)和IC芯片開發(fā)將按職能劃分為兩部分,如圖1所示：一個(gè)將專門進(jìn)行IP核設(shè)計(jì),另外一個(gè)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)集成。
IC業(yè)的分工繼續(xù)發(fā)展,它將從一個(gè)垂直結(jié)構(gòu)變成由各個(gè)專業(yè)分層構(gòu)成的水平結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)變又產(chǎn)生了再集成為另外一個(gè)商業(yè)模型的要求。如圖2所示,由EDA工具、庫、IP核、加工等公司構(gòu)成的一個(gè)緊密的相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò),要比分層關(guān)系有更高的生產(chǎn)率。尤其是在深亞微米設(shè)計(jì)中,這種強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)保證了設(shè)計(jì)平臺(tái)高性能、產(chǎn)品周期更短、一次流片設(shè)計(jì)的無缺陷。各供應(yīng)商的緊密伙伴關(guān)系為用戶提供了一個(gè)完整的解決方案。在這種關(guān)系中,委托加工是核心,也是SOC發(fā)展關(guān)注的焦點(diǎn),是這種虛擬再集成的組織者。無論是IP的開發(fā)、授權(quán)、SOC的加工和驗(yàn)證,都是圍繞委托加工來進(jìn)行的。
SOC功能驗(yàn)證
現(xiàn)在,還沒有驗(yàn)證SOC的標(biāo)準(zhǔn)方法。各種SOC對(duì)HDL語言使用上的不一致造成了大量的驗(yàn)證技術(shù)和手段。由于大約70％的設(shè)計(jì)工作都在驗(yàn)證上,驗(yàn)證途徑的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)變得非常必要。
現(xiàn)在,為緩解復(fù)雜系統(tǒng)功能驗(yàn)證問題,提高功能驗(yàn)證質(zhì)量的新工具不斷涌現(xiàn)。不管過去還是現(xiàn)在,電子部件的質(zhì)量主要依賴于它們的驗(yàn)證過程怎么樣。不好驗(yàn)證,不論由于什么原因,極有可能造成電子部件質(zhì)量差或失敗。
