IBM率先开发出商业化增量统计时序分析工具

IBM公司最近声称,它已开发出业内首款商业化增量统计时序分析工具EinTimer。此举表明IBM正以其最大的雄心进军电子设计自动化市场。该工具已经在IBM公司内部使用了近一年时间。用户可以从IBM的工程技术服务(ET&S)部门获取此工具的使用许可证,该部门同时还提供芯片设计服务。

IBM公司以前曾涉足过商业EDA市场,但并未取得多少成绩。该公司希望利用EinsTimer进一步拓展市场。IBM宣称,EinsTimer是业内第一款商业化增量统计时序分析工具,它可以很方便地被集成进现有的设计流程中,而且并不要求使用IBM的半导体制造设备,尽管这些设备可以提供给EinTimers的用户。

在可变性设计时代,统计时序分析工具能够使芯片性能和良品率达到最大化。该工具不是返回一些简单的数字,而是生成概率分布、灵敏度图形和良品率曲线。它能够告诉设计人员在一定频率范围内设计能达到的良品率水平,或者预测在工艺变化情况下将会导致的最差性能。

Visweswariah:统计时
序分析需要采用新的思考方式。

不过,在谁需要做统计时序分析以及何时做等问题上,业界存在不同意见。EinsTimer的发布将IBM置于与一些已经宣布计划发行统计时序分析工具的EDA供应商的竞争中,其中包括Magma和新创公司Extreme DA,而且今后可能还会与Cadence和新思科技展开竞争。

不过,IBM对EinsTimer的竞争优势非常有信心。“这是业界首个真正具有统计时序分析功能的工具,它可以支持前端和后端环境变化。”IBM工程和技术服务部首席技术官Dale Hoffman表示。

EinsTimer作为IBM的门级静态时序分析器已经有十多年的历史了,该工具的统计功能在IBM公司内部已经使用大约一年,在过去三年中,IBM公司将多种统计方法分阶段引入多种设计套件中。

那么现在IBM能否使EinsTimer在商业EDA市场上取得成功呢？过去IBM公司已经推广过时序分析、测试等EDA技术,以及最近的形式验证,但在设计工具市场上它从未占据过很大的市场份额。

“如果IBM确实希望成为成功的EDA供应商,那么它就一定能。”Gartner Dataquest公司首席EDA分析师Gary Smith表示。但IBM这位业界巨人过去在商业化EDA技术方面的尝试却不够专注,他指出。

Smith认为,EinsTimer的统计功能“非常先进”,而统计时序分析又是IC版图设计师在进行45nm和65nm设计时必备的工具。“这次他们选中了一款不错的工具。”他说道。还有一些尚不得而知的问题:非IBM的工程师能否使用该工具？IBM是否能提供足够的营销和支持策略？

后一个问题属于IBM的ES&S部门,该部门成立于2002年,目前有1,300位工程师。“软件许可证解决方案是对我们所提供服务的补充。”Hoffman表示。但是,“我们认为用户并不想要点工具,他们需要的是整套解决方案。”他说道,“而软件许可证仅仅是我们提供的一种组件。”

EinsTimer套件包含了门级和晶体管级静态时序分析、统计时序分析、功率分布分析、以及信号完整性分析。它还配有一款表征工具,它能处理来自商业代工厂的数据。

新创公司Extreme DA宣称将紧跟IBM的步伐。该公司首席执行官Mustafa Celik表示,Extreme DA的统计时序工具已经达到产品化质量要求,可能在今年7月正式发布。该产品将包括一个统计抽取器和一个库表征工具,不久还会推出信号完整性工具。据Celik透露,这家只有七人的新创公司并不担心来自EinsTimer的竞争,在他看来,EinsTimer更像是IBM公司内部使用的一种“点工具”,而不是一个完整的统计分析环境。

Magma公司的Quartz SSTA统计时序分析器包含抽取和库表征功能,目前该工具正在同一些早期客户做Alpha测试,正式版本将在今年晚些时候推出,Magma公司芯片交付业务部总经理Suk Lee表示。“IBM无法提供完整的、有竞争力的解决方案,”Lee说,“因为EinsTimer是专为IBM流程开发的,因此IBM很难将其商用化。”

图2:统计时序分析工具采用概率方
式为交付确认和设计优化提供信息。

与此同时,业内还对统计时序分析还要多久才会用到的问题争执不下。虽然版图工程师在做65nm设计时就需要它,但设计工程师要到做45nm以下的设计时才会用到这种功能,Dataquest公司的Smith指出。

“我们期待2006年每个采用65nm工艺的超高性能的设计都会用到统计时序方法。”Cadence公司数字实现部行销副总裁Eric Filseth表示,“在此期间,大量的硅片基础架构和供应链工作需要完成。”

统计时序分析功能最初将在65nm设计中使用,在45nm设计中会得到普及,新思公司交付和电源产品行销高级总监Rajiv Maheshwary认为。据他透露,“新思正与一些用户密切合作”开发对变化敏感(variation-aware)的分析和抽取工具。

统计时序分析之所以令人感兴趣是因为纳米级IC设计正遭遇工艺上的高度可变性问题。设计人员可以通过使用保护带控制工艺可变性,但这样做会牺牲性能,统计时序分析的提倡者指出。统计工具能够检查由工艺变化引发的所有可能情况。

“统计时序分析是我们一直梦寐以求的东西。”IBM研究部门电路与互连分析经理Chandu Visweswariah说,“在模拟设计中采用统计方法已经很多年了。”Visweswariah表示,EinsTimer可以处理L效应、热电子效应以及不同电压门限等前端变化的问题；也可以处理诸如金属分离和宽度等后端变化；以及温度和电源电压等环境变化。

统计时序分析最大的特点是它产生的输出,它们可能包括:静态余量(slack margins)的概率分布、连接时序和工艺变化的灵敏度报告、对整个性能空间中最坏性能的预测、以及不同频率下的良品率曲线。

新的思考方式

问题在于输入。统计时序分析器需要知道库单元时延对每个工艺变量的灵敏度。与EinsTimer同时提供的表征软件可以从代工厂提供的库中抽取相应的信息,Visweswariah介绍道。

Visweswariah承认统计时序分析需要采用新的思考方式,因为过去曾是某个数字的指标现在变成了概率分布。不过,他表示有许多易于进行统计分析的方法,例如要求提供关于静态分布的3 Sigma报告。

尽管统计分析功能建立在EinsTimer静态时序分析器之上,但设计人员仍可继续使用其它静态时序分析工具进行交付确认,例如新思公司先进的PrimeTime工具,Visweswariah表示。

虽然EinsTimer套件现已可向市场提供,但IBM拒绝透露具体价格。

作者:葛立伟