För att klara timing och tillförlitlighet i avancerade kretsar måste man ta hänsyn till signalintegriteten tidigare än i dagens konstruktionsflöden.

Ännu är verktygsstödet emellertid begränsat, men på sistone har det presenterats ett antal intressanta alternativ.


Signalintegritet har hittills inte varit något större orosmoment för kretskonstruktörer. Men när kretsgeometrierna kryper under 0,25 μm börjar det bli dags att tänka om. Finare ledarbredder och lägre spänningsnivåer i kombination med högre frekvenser gör signalintegriteten till ett växande problem, ett problem som gör det allt svårare att klara timingkraven, och som dessutom kan ge dålig tillförlitlighet. I värsta fall kan kretsarna haverera i drift.

Traditionella konstruktionshjälpmedel nonchalerar emellertid signalintegriteten tills i slutet av konstruktionsarbetet då man gör en signalintegritetsanalys efter layouten. I det läget är den fysiska konstruktionen redan färdig, och för att rätta till eventuella problem måste man göra om layouten.

Haken är att när layouten ändras så förändras även timingen, och det kan krävas ett antal tidskrävande iterationer innan såväl timing som signalintegritet är under kontroll. Många konstruktörsgrupper tar därför till onödigt stora marginaler, exempelvis större avstånd mellan ledare, för att undvika iterationer, men får i gengäld offra prestanda och yta.

Därför ökar nu behovet av verktyg som tar hänsyn till signalintegriteten tidigare i konstruktionsarbetet. Än så länge finns det inget större utbud av sådana hjälpmedel, men ett antal har ändå nått marknaden på senare tid.



Byter plats på ledare


Ett exempel är Blast Fusion IC från Magma Design Automation, ett amerikanskt företag med snart tre år på nacken. Företaget lättade i början av året på förlåten till sina framtida planer för Blast Fusion,

ett verktyg för fysisk konstruktion som samtidigt hanterar optimering, placering och ledningsdragning. Hjälpmedlet använder en och samma datamodell och förfinar konstruktionen stegvis.

Redan nu använder verktyget flera metoder för att eliminera brus orsakat av överhörning - det sätter in buffertar längs långa ledare efter placeringen, byter plats på ledare så att två ledare som slår om samtidigt inte blir grannar samt skapar större avstånd mellan störande ledare. I värsta fall kan ledare skärmas, något man dock helst undviker eftersom det är dyrt och stjäl ledningsdragningsresurser.

Blast Fusion undviker exempelvis även elektromigration på signalledare genom att beräkna ledarnas strömstyrka och avgöra huruvida de är tillräckligt breda. Om inte beräknas ett lämpligare mått. Under nästa kvartal kommer en version som dessutom klarar elektromigration i kraftledare samt analys av spänningsfall (IR drop).

Även verktygsleverantören Cadence presenterade för några månader sedan en nytt verktyg som hanterar signalintegritet. Den nya versionen av Envisia, ett hjälpmedel för placering och ledningsdragning, förebygger automatiskt problem med signalintegritet medan layouten görs samtidigt som verktyget försöker uppfylla timingkraven.



Starka drivare


Vid placeringen undviks bland annat överhörning, elektromigration och egenuppvärmning av signalledare exempelvis genom att verktyget automatiskt väljer starka drivare och lägger in buffertar i långa ledare. Kritiska ledare görs korta genom att de komponenter de sammanlänkar placeras nära varandra.

Vid ledningsdragningen filar man vidare på elektromigration och spänningsfall som man inte fått bukt med, bland annat genom att bredda ledare och skärma ledare som plågas av överhörning.

Två andra företag som på sistone lanserat nya verktyg i genren är nykomlingarna Cadmos Design Technology och Sapphire Design Automation. Duon ska samarbeta om ett så kallat sign-off-verktyg, alltså ett verktyg som används innan en krets godkänns för tillverkning, som ska upptäcka och eliminera brusproblem i avancerade kretsar.

Detta ska uppnås genom att låta Sapphires verktyg Noise It först identifiera och rätta brusproblem direkt efter syntesen genom att förutse vilka ledare som kan komma att störa varandra. Efter ledningsdragning och extrahering tar Cadmos verktyg Pacific över och utför en mer detaljerad brusanalys.

Charlotta von Schultz

www.magma-da.com www.sdai.com Övriga: www.foretagsnamn.com