Technologie PCB - Conception des puces accélératrices EDA

La puce de jauge de véhicule appartient à une branche de la puce semi - conductrice. À l'heure actuelle, l'un des principaux goulots d'étranglement rencontrés dans la vérification de la conception des puces est la pénurie de talents, tout comme les puces de jauge de voiture. Selon les statistiques, il y aura environ 200 000 praticiens de la conception de circuits intégrés en 2020, mais la demande de talents des entreprises a largement dépassé ce nombre. En conséquence, presque toutes les entreprises de conception de semi - conducteurs se plaignent de la difficulté à recruter des vérificateurs de conception indispensables cette année.

La pénurie de talents de la puce réside d'une part dans l'insuffisance des modèles traditionnels de culture des talents. À cet égard, nous sommes heureux de constater que l'État a mis en place et entrepris une série de projets d'intégration de la recherche et de la production EDA; D'autre part, la pénurie de talents est en grande partie causée par le monopole et la fermeture des outils EDA à l'étranger. Ce conservatisme et cette fermeture rendent difficile l'accès large aux développeurs nationaux ordinaires, sans parler du développement secondaire.

La puce limite de voiture est un système logiciel et matériel complexe. L'interconnexion de puces embarquées est progressivement passée d'une simple interconnexion de capteurs via des bus CAN, Mose et flexray traditionnels à une interconnexion Ethernet embarquée complexe; Les données transmises ont également été mises à niveau à partir des informations de débogage et de diagnostic précédentes vers des informations de divertissement audio et vidéo et des informations de données essentielles à la Mission. À mesure que la quantité de données augmente, le contenu des données et la certitude de la latence deviennent de plus en plus importants, et les logiciels dans les puces de jauge deviennent de plus en plus complexes.

La puce de jauge de voiture est également une puce spéciale dans le domaine de la puce, en particulier pour la sécurité fonctionnelle a des exigences strictes. La Division du niveau d'intégrité de sécurité fonctionnelle (ASIL) des puces de jauge nécessite une série de tests rigoureux et de rapports de couverture pendant la conception. Les méthodes traditionnelles de vérification de la conception des puces sont difficiles à satisfaire efficacement aux exigences complexes dans le domaine de la sécurité fonctionnelle. Ce défi entraîne également une réforme des méthodes de conception. Les idées de conception avancées peuvent grandement améliorer l'efficacité, accélérer le cycle de conception et améliorer le niveau de sécurité des puces.

Pour sortir du dilemme actuel des puces de jauge automobile, y compris la dépendance aux fabricants étrangers de semi - conducteurs et aux outils Eda, la pénurie de talents nationaux en matière de puces et le retard des idées de conception, nous devons mettre l'accent sur la réforme des concepts, des outils et de la méthodologie EDA.

Nous avons donc trois suggestions pour la conception de la puce accéléromètre:

O1. Changement de concept EDA

La plupart des outils EDA traditionnels n'ouvrent pas les interfaces de couche intermédiaire au public et ne peuvent plus être développés par des utilisateurs ordinaires. Pendant longtemps, les produits ont été écologiquement fermés et les groupes d'utilisateurs ont été étroits. Xinhua Chapter met l'accent sur l'utilisation de la technologie et de la philosophie EDA 2.0, en utilisant le modèle de service de plate - forme de conception de puce (edaas (conception électronique en tant que service)): les outils sont organiquement intégrés dans des services Cloud natifs, offrant une gamme complète d'interfaces ouvertes, largement adaptées au processus de vérification de la conception. L'interface de l'outil est ouverte et l'outil lui - même est une plate - forme qui peut rendre la conception et la vérification des puces plus automatisées et intelligentes; Dans le même temps, EDA 2.0 peut également permettre à plus de personnes de participer à la conception de la puce via edaas, ce qui permet de faire le travail rapidement et efficacement; S'appuyer sur la technologie EDA 2.0 est l'un des moyens les plus efficaces de résoudre le goulot d'étranglement des talents de la puce. Nous aimerions voir plus d'ingénieurs embarqués, d'ingénieurs systèmes et même d'ingénieurs logiciels participer à la conception et à la recherche et au développement de puces en utilisant la technologie EDA 2.0; D efficacité future.

O2, changement d'outil EDA

L'outil EDA fournit un support de données pour la sécurité fonctionnelle, en particulier pour l'analyse quantitative nécessaire à la certification iso26262: Failure Mode Effects and Diagnostic Analysis (fmeda). Lors de la conception d'une puce de jauge, le moyen habituel de fmeda est d'effectuer une injection intentionnelle de défaut sur la puce, puis d'analyser la probabilité de défaillance fonctionnelle (efficacité de défaillance) résultant d'une injection incorrecte, ce qui permet d'évaluer le niveau d'intégrité de sécurité de la puce de jauge.

Par conséquent, les outils EDA ont besoin d'incitations de test capables de générer divers modèles de défaillance. En raison du grand nombre et de la grande variété d'erreurs à injecter dans la puce, les outils de simulation traditionnels ont tendance à avoir de faibles performances, à prendre beaucoup de mémoire et à avoir de longs temps de simulation. C'est parce que les moteurs d'outils de simulation traditionnels se concentrent sur la validation fonctionnelle, qui a une mémoire énorme et une surcharge CPU pour l'injection de pannes.

L'injection de défauts nécessite donc la conception par la société EDA d'un moteur de simulateur spécialisé pour améliorer l'efficacité de la simulation d'injection de défauts; De plus, les tests d'injection de défaut de puce nécessitent que le simulateur traite plus de défauts et les exécute aussi simultanément que possible. En raison de la régularité et de la symétrie de certaines logiques dans la puce, certaines règles peuvent être trouvées par une approche formalisée, ce qui réduit considérablement le nombre d'injections inutiles. Une fois le nombre de cas de test réduit, il est possible de réduire le temps total nécessaire à la simulation et, d'autre part, d'améliorer l'efficacité du simulateur.

Emulator n'est qu'un exemple typique d'un changement d'outil EDA. D'autres outils, tels que la vérification formelle, peuvent également apporter de nombreuses améliorations et Optimisations à la sécurité fonctionnelle, notamment la détection automatique des modèles d'erreur applicables sur les chemins de sécurité et les chemins critiques: y compris les défaillances fixes en circuit ouvert, les défaillances transitoires, les défaillances transitoires, les défaillances de pont, etc. ces technologies amélioreront considérablement l'efficacité de la vérification des puces de jauge.

O3. Réforme méthodologique de la conception

La différence entre les puces d'instrumentation automobile et les puces d'électronique grand public réside dans les exigences particulières de sécurité et de fiabilité. Au début de la conception, les puces de jauge de voiture doivent faire une exploration architecturale très minutieuse. Le but de ces travaux préliminaires est d’abord d’assurer la sécurité, puis de répondre aux exigences de la certification iso26262. Pour assurer la sécurité de la conception dans des environnements difficiles, les puces de jauge utilisent souvent un certain nombre de fonctions logiques spéciales: par exemple, la vérification CRC matérielle dans le flux de données, la vérification de la parité des bits individuels dans la SRAM sur puce et la mémoire flash, la vérification ECC en lecture de données et la détection de la tension d'alimentation de la puce; Dans la logique de contrôle intensif, une logique redondante est utilisée, telle que plusieurs CPU travaillant simultanément sur une seule tâche, la comparaison des résultats de sortie, un système de chien de garde double, un mécanisme de sauvegarde du circuit d'horloge, etc. pour concevoir une unité logique associée à ces mesures de sécurité, il est nécessaire de vérifier sa nécessité, sa fiabilité et son intégrité au début de la conception.

Sur la base de l'expérience pratique, nous recommandons d'introduire un modèle virtuel de la fonction de la puce le plus tôt possible au début de la conception. Ce développement basé sur des modèles virtuels permet aux concepteurs et aux architectes d'analyser et d'optimiser les systèmes le plus rapidement possible et d'explorer les avantages des différentes architectures en termes de performances de sécurité. D'une part, les ingénieurs de conception peuvent utiliser ces modèles pour effectuer une vérification sans l'environnement réel du SOC, effectuer une analyse préliminaire de conceptions complexes et juger de la meilleure zone de performance de consommation d'énergie; D'autre part, les ingénieurs de validation peuvent utiliser des modèles virtuels pour développer des environnements de test de boîte blanche le plus rapidement possible, effectuer des tests collaboratifs logiciels et matériels de systèmes complexes à l'avance, ou même compiler des modèles dans un contrôleur commun et les placer dans un système d'ECU pour des tests réels sur le terrain.

Un modèle virtuel présente de nombreux avantages, mais il repose sur la prémisse que les ingénieurs doivent être largement conscients de son importance et activement l ` explorer et l ` utiliser dans la validation de la conception. Dans le même temps, les fabricants EDA devraient également coopérer activement avec tous les types de fabricants de puces IP pour développer des modèles virtuels plus riches et plus flexibles et créer un écosystème propice au développement de l'industrie. Le déplacement à gauche pour les tests de validation est une tendance promue dans le domaine de la conception de puces complexes, et sur les puces de jauge, nous pensons que le modèle virtuel est le point d'aide idéal pour valider le déplacement à gauche des tests.

Au cours des 20 dernières années, nous avons été profondément conscients des changements que les développements technologiques ont apportés à l'industrie des puces, mais en même temps, nous avons également besoin de plus en plus d'innovations technologiques pour répondre aux besoins de notre industrie des puces en pleine croissance et résoudre les différents défis auxquels nous sommes confrontés. Nous croyons fermement que les goulots d’étranglement des talents et des technologies peuvent être résolus en nous appuyant sur les changements apportés aux outils EDA grâce à EDA 2.0; L'amélioration des outils peut améliorer l'efficacité de la validation de la conception; L'utilisation généralisée de modèles virtuels améliorera la qualité de l'exploration architecturale et améliorera la sécurité des puces de jauge. Nous espérons explorer activement les échanges avec nos collègues de toutes les industries, développer ensemble le progrès et contribuer au développement de la puce de notre pays, y compris la puce de jauge!