伯克利设计自动化公司(Berkeley Design Automation)最近发布两款新产品,即模拟FastSpice和RF FastSpice。这两款产品在保持原有Spice精度的同时,可将Spice仿真速度提高5到10倍。它们主要瞄准一些先进的应用,比如采用纳米硅技术的千兆赫兹的IC设计。
伯克利设计自动化公司创建于2005年。公司首个产品是采用“精确电路分析”技术的PLL噪声分析仪,该产品基于公司某位创始人的博士论文。该技术的增强版本被应用于FastSpice产品中,而以前作为独立工具的PLL噪声分析仪则成为了RF FastSpice附带的一个选件。
“我们一直致力于培养全面、先进的模拟和RF验证能力。”该公司首席行政官Paul Estrada表示,“我们决定专注于异常艰难的市场,即锁相环噪声仿真,从此处切入市场,并进一步检验我们的技术。”目前伯克利设计自动化公司拥有包括松下、NEC、Faraday、富士通和Thine Electronics在内的10多家客户。该公司认为扩大其技术的应用范围的时候已经到了。
快速Spice仿真器以前就有,但伯克利设计自动化公司的产品是全新产品,Estrada指出。“虽然同样是快速Spice仿真产品,但我们的精度完全符合Spice精度要求,绝对不会有丝毫的折扣。”他说,“而目前市场上的每个快速Spice仿真器都做了假设和近似,要牺牲一定的精度才能获得更高的性能。”
目前的快速Spice仿真器主要用于数字设计,Estrada表示。它们需要在模块级进行广泛“调整”才能处理多个频率,模拟设计师可能用它们进行功能验证,但不能利用它们获得准确的测量,Estrada表示,这种仿真器一般声称在Spice精度的1%或2%内,不足以用于模拟测量。他还说:“用户关注的精度已经到了毫伏级,因此我们也必须达到这一精度级别。”
伯克利设计自动化公司的新产品通过“多速率”瞬态引擎处理多频信号,不需要做调整就能返回准确的测量结果。“该产品可用于所有先进的模拟和RF设计。”Estrada说,“我们正在寻找目前市场上的仿真工具无法胜任的应用；尽管目前用户也在使用Spice工具和RF仿真工具,但是用起来相当艰难。”
模拟FastSpice的瞬态引擎具有时域分析功能。它能进行直流、交流和线性噪声分析。RF FastSpice增加了随机非线性引擎、谐波平衡引擎、统一的时间与频率分析和周期分析功能。它还能提供周期性稳态、交流、传输函数和噪声分析以及振荡器相位噪声和抖动分析。
不过伯克利设计自动化公司并不主张把它的这两款新产品直接作为Spice的替代品。公司的策略是为那些难度较大、可能需要数小时仿真时间的模块提供附加功能,Estrada表示。
FastSpice产品与Cadence设计系统公司的模拟设计环境集成在一起,无需专门的模型。它们兼容新思科技的HSpice网表和Cadence的Spectre网表,可接收Verilog-A的S参数和BSIM模型。“它们兼容目前设计师使用的所有参数。”Estrada说。
仿真器采用完整的Spice矩阵解决方案,保证100%的Spice精度。如果用户发现有一例不是这样的情况,公司将作为缺陷加以修正,Estrada表示。
加速起始于多速率瞬态引擎,Estrada指出。现有的Spice和快速Spice仿真器使用的是单速率引擎,这两种仿真器要么精确高但很慢(Spice),要么是速度快(快速Spice)但精确不高。要想使用现有的快速Spice仿真器,设计师必须对模块进行“调整”,将它们分解成接近恒定频率的一个个小模块。
“发现这些问题后,考虑到有许多的多速率设计,因此我们开发了多速率引擎。”Estrada说道,“这是一个相当棘手的数学问题,不过如果你有坚实的数学基础,就肯定能实现完美的精度和更高的性能。”
伯克利设计自动化公司在前不久举行的RFIC研讨会上提交的一篇论文中,宣布了该公司在解决具有非常离散的时常数的“高难”微分方程方面取得的进展。文章中指出,通过把拒绝的时间步数减到最少,可以减少迭代次数,而且在电路中相对休止期间,还可以对时间步数和积分阶数进行修改。
富士通和Thine公司正在使用FastSpice产品,伯克利公司透露道。这些产品已可交付使用,其中Analog FastSpice的起价为95,000美元,而RF FastSpice要在此基础上再加40,000美元。
图:FastSpice符合标准流程,能够实现100% Spice精度条件下的快速仿真
作者:葛立伟
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