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1 概述
ANSYS RedHawk-SC是一款適用于SoC設(shè)計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電源噪聲和可靠性簽核解決方案。RedHawk在芯片設(shè)計(jì)方面成績(jī)卓著，支持您構(gòu)建高性能、低能耗的SoC，可有效解決移動(dòng)、通信、高性能計(jì)算、汽車和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等市場(chǎng)中的熱、電遷移（EM）和靜電放電（ESD）問題。
RedHawk-SC是基于Ansys SeaScape構(gòu)建的下一代解決方案，Ansys SeaScape是一個(gè)針對(duì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真的定制設(shè)計(jì)的大數(shù)據(jù)架構(gòu)。SeaScape提供了每核可擴(kuò)展性，靈活的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訪問，即時(shí)設(shè)計(jì)啟動(dòng)，支持MapReduce的分析以及許多其他革命性的功能。
Ansys RedHawk-SC是用于下一代設(shè)計(jì)的電源噪聲和可靠性驗(yàn)收的新標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證和硅驗(yàn)證。底層的彈性計(jì)算體系結(jié)構(gòu)具有可擴(kuò)展性，可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)解決大的芯片。大數(shù)據(jù)分析可實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)挖掘，以推動(dòng)可行的結(jié)果和優(yōu)化。RedHawk-SC可以在一夜之間探索成千上萬種切換方案，并通過分析多個(gè)不同的參數(shù)確定大量矢量集的優(yōu)先級(jí)。RedHawk-SC專為多站點(diǎn)協(xié)作而構(gòu)建，使您能夠同時(shí)查看，調(diào)試和瀏覽設(shè)計(jì)和仿真數(shù)據(jù)。使用RedHawk-SC，您可以在幾秒鐘內(nèi)加載大的設(shè)計(jì)，運(yùn)行復(fù)雜的多變量分析，推動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化并更快地完成設(shè)計(jì)。
2 功能特點(diǎn)
? RedHawk-SC關(guān)鍵功能
· IR壓降分析
· 熱感知EM 分析
· 電壓變化的時(shí)序影響分析
· 矢量和無矢量活動(dòng)
· 芯片/封裝電熱協(xié)同仿真
· 云彈性計(jì)算
· 先進(jìn)的 root-cause和ECO 分析
? 芯片封裝協(xié)同分析
在針對(duì)移動(dòng)手機(jī)或服務(wù)器的電子系統(tǒng)中，處理器和存儲(chǔ)器等IC負(fù)責(zé)執(zhí)行應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)處理功能，消耗的功率最多。這些IC與它們的I/O電路之間輸入/輸出的數(shù)據(jù)量最大，并且產(chǎn)生的有害功率、熱量以及EMI信號(hào)也最大。
IC消耗的功率與其電源電壓直接相關(guān)。由于閾值電壓不會(huì)一同縮放，電源和閾值電壓之間的差距縮小，從而降低了噪聲容限。
隨著技術(shù)的發(fā)展，由于封裝阻抗日益增加，對(duì)降低成本和能耗的需求使芯片和封裝級(jí)別的供電網(wǎng)絡(luò)（PDN）設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。這減少了電壓，對(duì)芯片而言成為有害級(jí)別。
RedHawk-CPA支持您無縫導(dǎo)入封裝布局，以及針對(duì)封裝感知和精確的片上靜態(tài)IR降以及交流熱點(diǎn)分析考慮去耦電容和電感。
? 熱感知EM
ESD及電源/接地和信號(hào)EM是亞16nm級(jí)別迫切需要解決的兩個(gè)可靠性問題。EM和ESD分析的精確度以及覆蓋率極為重要。隨著導(dǎo)線中的電流增加，工作電壓會(huì)降低，EM范圍會(huì)縮小。由于FinFET的使用，自熱被添加到熱問題中。在汽車等眾多應(yīng)用領(lǐng)域，了解、分析并優(yōu)化每個(gè)IC設(shè)計(jì)以便實(shí)現(xiàn)正確熱行為至關(guān)重要。
RedHawk為熱感知電源/接地和信號(hào)線EM驗(yàn)證提供全面支持，在盡量減少誤報(bào)的同時(shí)準(zhǔn)確分析EM沖突，即使是基于FinFET的先進(jìn)設(shè)計(jì)亦可從中受益。在與ANSYS PathFinder結(jié)合使用時(shí)，RedHawk可以執(zhí)行SoC級(jí)別ESD完整性分析，從ESD事件（HBM、CDM）為所有電流通路（導(dǎo)線和過孔）提供連接性和互連故障檢查。RedHawk在電源EM、信號(hào)EM和SoC ESD簽核方面獲得芯片代工廠認(rèn)證。
? 容量和性能
目前的片上系統(tǒng)（SoC）擁有更大規(guī)模的整合內(nèi)容，并且采用先進(jìn)的工藝技術(shù)。因此，必須考慮的設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)量正在迅速增加。這為執(zhí)行分析帶來了性能瓶頸：最好的情況是要運(yùn)行數(shù)天，最壞的情況是根本無法運(yùn)行。
RedHawk采用先進(jìn)的分布式機(jī)器處理（DMP）技術(shù)，可為您提供模擬包含10億多個(gè)實(shí)例的設(shè)計(jì)所需的大容量和高性能。DMP擁有的簽核精確度僅可通過扁平仿真獲得。
DMP還利用私有機(jī)器群集不斷增強(qiáng)的處理能力和可用存儲(chǔ)容量，對(duì)整個(gè)芯片的RLC網(wǎng)絡(luò)矩陣進(jìn)行仿真，并使用完全分布式和交叉耦合的封裝模型。通過+執(zhí)行全芯片扁平分析，RedHawk能夠保持動(dòng)態(tài)壓降、EM和ESD的簽核精確度。
? 經(jīng)過芯片驗(yàn)證的簽核精確度
在芯片級(jí)別，對(duì)工藝技術(shù)的使用往往受到以下一個(gè)或多個(gè)因素的驅(qū)動(dòng)：更快的性能、更大的帶寬、更高的性能功率比和更小的晶片尺寸。工藝技術(shù)越新，失敗的幾率越大，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤造成的代價(jià)也就越高。這便是簽核認(rèn)證如此重要的原因。
自2006年以來，TSMC和ANSYS工程師便在每個(gè)工藝技術(shù)方面展開緊密合作，確保ANSYS解決方案考慮到工藝的所有新規(guī)則、參數(shù)和要求，并確保其結(jié)果與測(cè)試芯片的參考結(jié)果保持一致。
ANSYS解決方案通過了先進(jìn)的7nm工藝認(rèn)證。ANSYS中能夠支持認(rèn)證的主要功能包括支持著色、多位多高度（MBMH）單元精確建模、特殊通過結(jié)構(gòu)建模，以及相關(guān)的復(fù)雜電遷移（EM）規(guī)則。這個(gè)級(jí)別的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)有助于確保一次流片成功。
? 電源噪聲對(duì)時(shí)序的影響
設(shè)計(jì)中的動(dòng)態(tài)壓降可能對(duì)時(shí)鐘抖動(dòng)、關(guān)鍵路徑和時(shí)序產(chǎn)生影響。如今的設(shè)計(jì)擁有多個(gè)時(shí)鐘和電源域，在簽核前對(duì)時(shí)鐘樹的性能進(jìn)行評(píng)估，識(shí)別并分析抖動(dòng)、信號(hào)串?dāng)_和時(shí)序問題便非常重要。
RedHawk的快速全芯片級(jí)時(shí)序影響分析可幫助您評(píng)估時(shí)鐘樹性能。此外，它還支持您對(duì)可能受抖動(dòng)、信號(hào)串?dāng)_和時(shí)序問題影響的電路零部件進(jìn)行識(shí)別。RedHawk的SPICE精確簽核仿真可幫助您識(shí)別時(shí)鐘樹、受影響的關(guān)鍵路徑和電路時(shí)序的問題，并采取措施消除這些問題。
? 高級(jí)IC封裝的完整性與可靠性
對(duì)包括片上系統(tǒng)（SoC）在內(nèi)的集成電路（IC）設(shè)計(jì)師而言，有一個(gè)持續(xù)的策略，就是通過集成化和小型化，在增加性能和帶寬的同時(shí)降低能耗和占用面積。
對(duì)于任何封裝技術(shù)，完整性、可靠性和成本都是需要優(yōu)化的三大主要因素。完整性因素涉及電源和信號(hào)噪聲?？煽啃陨婕盁帷㈦娺w移（EM）、靜電放電（ESD）、電磁干擾（EMI）和熱致結(jié)構(gòu)應(yīng)力問題。成本則涉及幾乎所有應(yīng)用，尤其是消費(fèi)品和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備。在每種芯片的封裝、電路板和系統(tǒng)的背景下優(yōu)化和確保芯片（晶片級(jí)別）的完整性和可靠性，這非常復(fù)雜，并且涉及多個(gè)晶片時(shí)成本只會(huì)增加。
ANSYS解決方案使您能夠確保您先進(jìn)的2.5D或3D-IC封裝設(shè)計(jì)可滿足芯片、封裝和系統(tǒng)級(jí)別的完整性和可靠性要求。
