电子设计界非常清楚,分析和核署下一代大型多芯片 3D-IC 系统面临着艰巨的挑战。当今的大多数 EDA 工具都需要具有 TB 级 RAM 和数百个处理器的专用计算机中的巨大资源。 客户不想继续购买更多这些昂贵的系统。 有趣的是,在 Ansys IDEAS 数字论坛上讨论了一种替代方法,该方法有望提供一种更具可扩展性的方法来处理巨大的设计参数。


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Ansys 研发团队的高级工程师Scott Johnson 开启了题为“SeaScape 分析平台 - 最新进展和即将发生的事情”的议题。Scott 将所面临的挑战总结为需要一种方法来利用商业云服务商提供的数以千计的廉价通用计算机。 建议的答案称为SeaScape,它与来自 Apache 的开源 Spark 分析引擎有许多相似之处。但 SeaScape 是专门为 EDA 应用程序创建和设计的,它极大地简化了大数据技术在电子设计中的应用。用户无需担心进程消息传递或资源调度或任何其它类似的问题。 SeaScape 的内部脚本和用户界面基于 Python——世界上最流行的脚本语言,拥有庞大的开源生态系统。

SeaScape 是为云系统预先构建的,其设计要求最少的配置。 Scott 表示,它的主要好处之一是能弹性分配计算资源,即使单个 CPU 准备就绪,每个作业也可以立即开始,并且只要准备就绪,并有工具需要,更多的 CPU 将被调用。

• 灵活性:从第一个作业代码worker开始运行,然后扩展到更多
• 部署:无需先决条件的云和本地部署
• 脚本能力:对多个代码层的原生 python 支持
• 再现性:运行产生相同的结果
• 可调试性:中间流可用于检查
• 代码可扩展性:v1ew 系统有助于保持代码健全性
• 弹性:当作业代码worker失败时自动重复
• 沙盒:实验、原型和开发
• 实用程序:分布式解析、文件输出、字典……
• 性能:亲和性构造、调度程序调优

即时启动和轻松的云部署只是 SeaScape 大数据分布式数据处理技术提供的其中两大优势

在介绍了 SeaScape 之后,Scott将重点转向了 SeaScape 的实际部署。 第一个产品实现是在 Ansys RedHawk-SC 中。 RedHawk 是 EDA 行业用于芯片电源完整性分析的黄金签核工具。 RedHawk 已被移植到 SeaScape 数据平台,现在是 RedHawk-SC,目前在大多数领先的半导体公司中广泛使用。

籍着 SeaScape,相对于传统EDA 工具,在 RedHawk-SC 中实现的真正独特功能之一,是单个会话可以同时分析多个视图、场景和PVT 角。 这意味着单个 RedHawk-SC 会话将在物理空间中生成多个提取视图、多个瞬态分析、多个信号完整性视图等。

这种大规模并行的结果是,以前从未有过的额外分析成为可能。 这包括在将切换活动、物理位置和时序关键性等因素结合到真正的多变量分析中时得出的预测分析,以创建避免分数,从而尽早告诉设计师哪些事情可能会运作良好,哪些不会。正如 Scott 指出的那样,“拥有如此广泛而触手可及的数据是游戏规则的改变者!”。 客户还可以自定义 RedHawk-SC 的分析过程,并通过 Python 脚本界面,根据他们的签收需求予以定制。

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SeaScape 在RedHawk-SC 中用于提交一些世界上最大的数字芯片的电源完整性签核。 同时分析多个操作角的能力是速度和分析的巨大进步。

Scott 演讲的最后一部分描述了RedHawk-SC 中提供的一些由 SeaScape 实现的高级功能。 这些包括:

通过同时分析数千种可能的开关场景,对动态电压降 (DvD) 进行可靠分析,以提供极高的覆盖范围。
DvD 诊断功能可以找到哪些单元是观察到的电压下降的最终根本原因,并将调试工作集中在正确的位置。
使用分析数据在几秒钟内执行非常快速的“假设”查询
构建分层降阶模型 (ROM),以更快的运行时间捕获多个组件之间交互的基本要素
分析封装中的低频电源噪声,使其影响与每个芯片中高频电源噪声的分析分离。这加快了慢速和快速信号相互作用的分析

Scott 将 SeaScape 总结为一种更好的方式来处理当今巨大的设计规模和不断增加的复杂性,它利用云中许多小型机器的力量,在一天内完成最大的任务,并汇集不同的数据源以提高质量和传递给用户的信息的价值。

更多技术会议和设计师案例研究可在 www.ansys.com/ideas 上的 Ansys IDEAS 数字论坛获得。