Si2努力整合两种竞争电流源模型

两种竞争的电流源模型可能迫使设计师和IC库供应商同时应对两种互不兼容的格式。其中一种是Cadence设计系统公司和Magma设计自动化公司支持的格式,另一种是新思公司支持的格式。但硅集成倡导组织(Si2)已开始进行标准化工作,并试图努力结束这一分裂局面。

CCS模型与时序和电压相关。

业界一致认为,在90nm及以下工艺节点,电流源模型需要为时延计算提供更高的精度。正因为如此,Cadence公司在2001年推出了它的高效电流源模型(ECSM)。ECSM最近也得到了Magma公司认可,并被贡献给了Si2的开放建模联盟(OMC),作为建立新的建模标准的起点。

节外生枝的是,新思公司2004年推出了自己创建的复合电流源(CCS)模型,并于最近做了性能扩展,增加了对噪声、功耗和时序的处理能力。基于开源代码的CCS模型已经成为有着广泛应用的Liberty库标准的一部分。获得大多数芯片设计师青睐、用于时序签字确认(timing signoff)的新思PrimTime工具只能读取CCS模型,无法读取ECSM。

“真是太遗憾了。”Magma公司硅签字确认业务部门高级总监Robert Jones说,“ECSM已经有很多成功的应用案例。新思公司推出实际上没有太大差异的新的竞争性格式是对EDA产业的一种伤害。”

不过新思公司坚持认为CCS与ECSM有本质的区别。该公司高级行销总监Rajiv Maheshwary指出,与ECSM不同,CCS直接计算电流,现在还可以提供噪声和功耗的分析功能。

Cadence公司数字集成电路部门的产品行销总监Rahul Deokar则对新思挑出另外一根刺:“目前CCS完全受新思的控制。”作为开源代码的CCS任何人都可以使用,但只有新思公司能验证和实施任何更改。

“我认为这对整个产业是有害的。”Deokar说,“解决这个问题的最佳场所应该是对整个产业有重大影响的产业联盟。”

这应该就是指Si2在2005年9月份宣布成立的OMC。该联盟的宗旨是定义一致建模和表征环境,从而同时支持静态和动态库描述。“ECSM是OMC制定的静态描述标准的基础和起点。”Si2总裁Steve Schulz表示。

不过据Schulz透露,新思公司已经向Si2贡献了CCS背后的一些关键技术。“我们希望同时发展CCS和ECSM,并将两者融合起来。”他说,“做到这一点需要深入了解这两种格式的工程师的积极参与。”

电流源模型可以替代采用“.lib”库格式的非线性时延模型。这些查找表模型捕获单个数据点用于时序分析,并将驱动器描述为电压源。而电流源模型则相反,它包含一个更接近匹配单元Spice行为的电流波形。

例如,ECSM可以使用表征化的电流和电压值产生在不同输入斜率和输出负载电容组合以及多个时间间隔下的I/V曲线。该I/V曲线可创建输出驱动器模型,其中每个驱动器被表述为一个电压控制下的电流源。

二者的区别

据同时支持CCS和ECSM的人说,这两种模型可以达到Spice精度的2或3%之内,非常适合长距离互连、多电压域、非线性IR下降、动态电压频率调节和Miller电容效应等的建模。另外,新思公司的Maheshwary和Cadence的Deokar均表示,电流源建模将扩展支持静态时序分析。

ECSM最初是由Simplex Solutions公司(已被Cadence收购)开发的,早在1999年Cadence设计服务部门就已开始使用。Deokar透露在许多代工厂和库供应商的支持下,已经有200多次出带。Cadence正在与Silicon Metrics公司(现属Magma公司)合作将ECSM转换成作为以.lib的扩展实现的ASCII格式。

CCS于2004年10月推出,要比ECSM晚得多。据Maheshwary透露,CCS在集成器件制造商和无晶圆厂IC公司中有一定程度的使用,但拒绝透露具体的出带数量。在2005年6月份,ARM、TSMC、Virage Logic和Library Technologies公司纷纷宣布提供支持CCS的库。

在CCS开发时,ECSM还是一个专有的建模格式。ECSM的未来发展如今将由OMC的ECSM修改管理小组负责。该小组成员分别来自Cadence、LSI Logic、Intel、Magma、飞思卡尔和Silicon Navigator公司。ECSM的实际拥有者仍是Cadence公司。CCS和ECSM之间的技术差异是CCS可以直接计算电流,而ECSM在Spice表征过程中测量电压,然后再转换成电流。CCS方法能够更好地处理时序、噪声和功耗建模,Maheshwary表示。

不过Deokar认为很难对电流进行直接测量,称这样做是一种不稳定的方法。

也许两个模型之间的最大区别是新思公司在CCS中增加的噪声和功耗建模功能。“一个统一的模型非常重要,因为我们愈加发现时序、噪声和功耗之间具有很大的相关性。”Maheshwary说道。

据Magma公司的Jones透露,OMC正在讨论功耗建模问题,但目前似乎还没有必要增加噪声建模功能。而Keokar表示,Cadence公司已经有计划发展电流源功耗和噪声模型,并且已在其工具中增加了一些这方面的技术。

不兼容的未来？

如果CCS和ECSM不能统一到一种格式,90nm及以下工艺的设计师可能必须应付两种不兼容的时延建模格式,因为大多数设计师没有采用纯粹的Cadence流程或纯粹的新思流程。代工厂和库供应商同样也将被迫支持两种格式。

新思公司已经向Si2贡献了它的Liberty解析器、数据库、应用编程接口和表征环境,Si2和其它任何人都可以通过开放源代码获得CCS。但新思公司还不是OMC的成员,也没有参加CCS工作组。Maheshwary没有透露新思是否会参与OMC的工作。

“格式是否会统一最终可能取决于用户,”Si2的Schulz表示,“我认为,如果用户对此有强烈要求,并付之于行动,那么CCS和ECSM的统一将指日可待。”

作者:葛立伟