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InVar:アナログ・ミックスドシグナル設計のIRドロップ・熱解析

シミュレーションでは問題のないブロックでも、電源電圧が低下したり高温になったりすることがあります。
InVarは、レイアウトをまだ変更できる段階で、その箇所を示します。

InVarの機能

InVarは、アナログおよびミックスドシグナルIC向けのSilvacoのIRドロップ・熱解析ツールです。メモリ、標準セル、カスタムデジタルブロック、高速I/O、アナログ回路など、トランジスタレベルの設計自体を解析します。単一ブロックからフルチップまで対応します。熱と電圧降下を1つの問題として扱い、それぞれの結果に相互の影響が反映されます。

主な機能

テープアウト予定のレイアウト上で、電源電圧降下と温度を
相互の影響を考慮して確認します。

IRドロップ解析

トップレベルの接続端子から末端のトランジスタまで、すべての電源ネットワークを確認できます。過渡および静的チェックは、同じ実行で信号ネットと電源ネットを対象とし、InVar EM/IRはファブのエレクトロマイグレーションルールを直接読み込みます。階層ブロックモデルにより、フラット実行の精度を維持しながら実行時間とメモリ使用量を抑えます。

熱解析

あらかじめ定義されたコーナーを事前に選択することなく、ダイ上の各デバイスと各配線の温度を取得できます。数個のトランジスタからフルチップまで対応します。Silvacoは研究所およびファウンドリで熱解析の精度を検証しています。

手法

InVarは、電力、電圧降下、温度を同時にシミュレーションします。この手法は特許を取得しており、並列処理に対応した真正のSPICEエンジン上で動作します。事前のキャラクタライゼーションは不要です。階層設計では、マクロモデリングモジュールが電圧と温度の変化を上位階層に伝達し、1回の実行でフルチップの結果を得ます。

対応範囲

テクノロジーファイルがある限り、FinFETを含むすべてのプロセスノードに対応します。プロセッサ、有線・無線ネットワークチップ、センサ、大電流IC、ディスプレイが対象です。

連携先

InVarは業界標準の設計ファイルを読み込み、他のツールで
利用できる結果を出力します。

入力

トランジスタレベルの設計とその電源ネットワークを入力します。GDSIIレイアウト、DSPF寄生成分を含むSPICEネットリスト、ITFまたはiRCXのテクノロジーファイルに加え、GDSIIレイヤーマップ、電源ネット名、電圧源の位置と公称値が必要です。ゲートレベルの解析では、LEF、DEF、Verilog、Libertyモデル、SDCタイミング、SPEF寄生成分、およびFSDB、VPD、SAIF、VCD形式のスイッチングアクティビティを読み込みます。

出力・連携

バックエンドの物理検証で使用するサインオフ結果を出力します。仮定条件の探索に使用する対話的なビュー、テキストレポート、解析済みデータベースに加え、結果を後続工程に渡すファイルインターフェースを提供します。

用途

電源電圧降下と熱が、設計の動作を維持できるかどうかを左右する用途。

アナログ・ミックスドシグナル設計のフルチップIRドロップサインオフ

大電流ICの熱解析

電源グリッドをまだ変更できる段階での、InVar Primeによる早期バックエンドチェック

ディスプレイとセンサの設計

実績とリソース

まずデータシートを確認し、次に未完成のレイアウトでInVar Primeの動作をご覧ください。

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2018年8月

InVarの電力、EM/IR、熱解析

データシートでは、InVarファミリー、トランジスタレベルおよびゲートレベルの解析、それぞれに必要な入力データ、レイアウトエンジニア向けの早期解析ツールInVar Primeを紹介します。

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2016年7月

レイアウトエンジニア向けの電源分配ネットワーク解析

計画段階でのInVar Prime:設計途中のレイアウトにおけるIRドロップと電流密度の分布、および熱解析結果をフロアプランに反映する方法を紹介します。

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2017年4月

設計サイクルの早期段階から信頼性解析を開始

物理設計が完了する前に、レイアウトエンジニアがInVar Primeでエレクトロマイグレーション、IRドロップ、温度を推定する方法を紹介します。

お客様の電源ネットワークでご確認ください

電源ネットワークのサインオフが必要なブロックまたはチップのレイアウトと抽出済み
ネットリストをご用意ください。お客様の設計で、IRドロップと温度を同時に求める様子をご覧いただけます。

IRドロップ・熱解析に関する質問

IRドロップ解析とは何ですか?

IRドロップは、チップの電源ネットワークの抵抗に電流が流れることで生じる電圧損失です。そのため、トランジスタに供給される電圧は公称値より低くなります。IRドロップ解析は、パッケージの接続から各デバイスまで、その損失をマッピングします。回路の速度低下や動作不良を引き起こすほど電源電圧が低下する箇所を示します。

IRドロップ解析は電源電圧が失われる箇所を、熱解析はチップが発熱する箇所を特定します。両者は相互に影響します。電流が金属とデバイスを加熱し、温度が抵抗とデバイスの動作を変化させ、それによって電流が再び変わります。InVarは両者を同時に解くため、この相互作用が結果に含まれます。

いいえ。InVarは真正のSPICEエンジンでトランジスタレベルの設計を直接シミュレーションするため、開始前にキャラクタライゼーション済みのライブラリを用意する必要はありません。レイアウト、抽出ネットリスト、テクノロジーファイルをご用意ください。この3つの入力から解析を開始するため、抽出した直後のブロックをそのまま確認できます。

単一セルからフルチップまで対応します。階層設計を解析のためにフラット化する必要はありません。InVarは各ブロックをモデル化して高速かつ少ないメモリで実行し、そのモデルから精度を損なわずにフルチップの結果をボトムアップで組み立てます。

電源グリッドを描画し、まだフロアプランを変更できる段階で実行します。その後、フルチップのサインオフで再実行します。InVar Primeが早期の解析を担当し、計画段階のレイアウトデータからIRドロップ、電流密度、熱条件を推定します。サインオフのチェックはInVarが実行します。

InVarはFinFETを含むすべてのプロセスノードに適用できます。対象ノードにはITFまたはiRCX形式のテクノロジーファイルが必要です。評価前にプロセスを当社の技術専門家にお知らせいただければ、対応するファイルがあるか確認します。

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