Nx-Builder项目有助实现SoC设计自动化

飞利浦半导体公司两年多来对系统级芯片设计方法的不断革新终于取得成果:它的Nx-Builder实验项目已经完成第一个设计出带。

Nx-Builde提供了拖放、框图级设计流程,可以自动调用电子IP库、配置必要的模块、为仿真和综合创建工具脚本、产生验证套件、插入可测性设计结构,甚至建立行为模型。按照设想,该工具可以辅助大型和小型公司的设计师,帮助他们通过整个出带和软件集成过程,同时提供经过验证的IP以及飞利浦专业设计师的丰富经验。

“飞利浦的不断努力已经使该公司成为复用技术的领先者。”明导资讯公司Platform Express产品经理John Wilson表示。Platform Express是飞利浦Nx-Builder项目的一个部分。

“Nx-Builder的意义在于它是一种可以帮助设计师实现SoC设计自动化的方法学。”Denali软件公司行销副总裁Kevin Silver说。他的公司为Nx-Builder流程提供了一款工具。事实上,Nx-Builder的思想来源于Spirit联盟??一家致力于通过标准化推进IP复用的行业组织。

Nx-Builder是一个投入巨资的项目,它可能改变工程师的工作方式,包括他们的工具选择、日常实践,甚至他们自我实现的途径。飞利浦半导体复用技术部技术与标准总监Ralph von Vignau认为这是一块相当难啃的骨头。

电子工业向消费类市场发展的趋势已经缩短了产品生命周期,从而提高了上市时间要求。“上市时间已经成为设计的主要考虑因素,甚至比裸片尺寸还更重要。”von Vignau指出。

如果开发时间非常宝贵,那么解剖开发过程并确定可以节省时间的阶段将是非常重要的。因此,设计复用成为加快进度和减少风险的关键要素。

飞利浦的分析报告指出,当设计师能够用模块组成设计而不是根据功能要求设计单独电路时,就能发现目前的设计方法学还存在可以继续改进的空间。例如,对设计团队以外的工程师来说,其中不可见的过程之一是创建脚本。我们不仅需用脚本安排工具执行的进度,还要用它来控制仿真器和综合引擎等大型功能的运作。

“生成脚本花去了设计师大量宝贵的时间。”von Vignau说,“更糟的是,我们经常发现那些必须编写或修改脚本的设计师并不非常熟悉脚本,他们常犯错误。由于错误的综合脚本导致芯片设计失败的例子就在我们身上发生过。”

另一个可以改进的领域是验证。该任务不仅需要耗费大量时间,而且除非十分小心,否则很容易在不注意的情况下产生逻辑错误。

即使是预先验证过的IP也不一定管用。“我们曾有过这样的案例:某个IP已经在芯片中使用过两年,但当把它引入Nx环境中时我们发现了许多错误。”von Vignau说。另外,验证还需要解决互连模块时可能引起的所有错误。

飞利浦的分析报告指出,如果在这些领域取得进展,所获得的回报将很快补偿巨额的前端投资。“Nx-Builder不仅仅是辅助设计的工具,”von Vignau表示,“它已经成为飞利浦半导体获得差异性优势的来源。我们正在认真考虑在公司之外公开讨论它。”

目前为止,用Nx-Builder设计的一款芯片已经在出带中；另一款芯片预计在今年8月出带。“我们看到飞利浦的其他设计师开始使用Nx开发子系统。”von Vignau说,“在未来6个月内,设计师不仅将在设计中整合水平的应用子系统,而且会设计出自己的垂直IP。这些IP能够在Nx系统中工作,并被其他设计师采用。”

“这样做可以自然生成首次成功的模块,无需设计团队付出额外努力为适应Nx而修改他们的IP。”他说。

下面的评论虽然不一定实际但对Nx-Builder项目来说非常重要:它遵守开放源码规则。不是所有的IP模块都是集中开发或者集中评估和验证的。相反,模块的每个用户贡献注释、勘误和修正,然后再整合进库中。这不仅非常方便,而且是系统的一个重要特点。它意味着Nx-Builder在飞利浦的成功依赖于每个设计师改变他们行为、甚至职业态度的自觉意愿。

飞利浦公司复用技术部开发了水平IP,并贡献到库中。以此为基础,飞利浦的每个设计团队通过整合自己开发的、用于Nx的垂直IP模块可以创建子系统,然后按照其方法学组装子系统。

但这样做要求设计师在认为是开销任务上舍得花时间。

“许多设计师的第一反应是他们没有时间,因为他们的时间压力已经很大了。”von Vignau表示。但随着库的增长,高级设计师开始看到Nx是削减整体设计时间的有效途径,即使它意味着要在前期花费一定的时间。

随着项目的进展,von Vignau发现一些工程师的态度开始发生改变,从拒绝到接受甚至感到自豪。“我们把设计师的名字记录在整合进库的任何模块上。”他说,“这不仅能让人知道他设计的模块被广泛使用,而且当它应用到新的环境中被其它设计师修改时,人们能知道这是谁设计的。现在,有些设计师专门在库中寻找某位设计师的作品。”

“飞利浦的先进复用理念使它成为扩展Platform Express应用范围的绝佳合作伙伴。”明导公司的Wilson说,“飞利浦在IP存储和建档方面拥有非常完善的方法,因此很容易实现流程的自动化。”

Wilson认为,原则上Nx对小公司的价值要比对大公司的价值大。“在小公司,你必须将有限的资源专注在自己的特色领域内。”他说,“你可以自动创建设计的基础部分,然后把时间花在开发特殊部分上。经过一段时间后,我们将看到SoC的基础部分所占的门比例越来越大,而特殊设计、差异化的部分将越来越少。”

“因此,像Nx这样的技术可以节省很多小公司的设计时间。”Wilson表示。

作者:张国勇