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整合於設計流程中的類比分析工具

上網時間: 2006年06月19日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:熱分析  流程  模擬器  梯度  漏電流 

新創企業Gradient設計自動化公司去年發佈了業界首款用於數位IC的3D熱分析工具FireBolt。最近,該公司將發佈另外一個產品CircuitFire。據稱該產品是首款用於類比和混合訊號IC的3D熱分析工具,並可直接整合在設計流程中。

CircuitFire在一塊裸晶上建立詳細的熱模型與運算整個裸晶上的溫度,以檢測可能由熱梯度引起的電路故障。它提供文字形式的報告和視覺化的3D底層規劃,並將熱資料後向注釋到Spice模擬器。該工具有效整合了封裝特性、環境溫度和封裝到晶片連接等資訊。

CircuitFire採用與FireBolt同樣的基礎引擎,但經過調整更適合較小電路尺寸,並可與Spice的模擬器整合在一起,Gradient公司總裁暨執行長Rajit Chandra表示。雖然FireBolt仍處於評估階段,但CircuitFire目前已可提供,事實上AMI半導體公司已經在使用FireBolt。

“數位電路非常龐大和複雜,因此,FireBolt要花更長的時間開發並不奇怪。”Chandra說,“而類比設計師很早就意識到溫度變化和熱效應對電路的影響。”

影響電路分析的關鍵

然而,類比領域中對3D熱分析的需求比數位領域要迫切得多,Chandra表示。“在電路分析中,參數故障是一個需要重點考慮的因素。”他說,“即使是在一些電路單元(如帶隙參考電路)上有4度的梯度,也會引起電路故障。”

在一些類比和混合訊號的應用中還能看到攝氏100度的梯度,Chandra指出,而數位設計中一般在50度以下。這是因為在類比和混合訊號設計中,經常會使用大功率電晶體執行像汽車安全氣囊之類的電路或觸發元件。而且環境溫度變化可能會很大,他指出。

除了參數故障外,由於電遷移或偏置溫度的不穩定,溫度梯度也會引起可靠性問題,他表示。最後,熱梯度可以使漏電流呈‘指數式’成長,使行動設備發生嚴重的問題,他說道。

雖然FireBolt可以處理大規模數位設計,據Gradient透露最多可處理1500萬閘設計實例,而元件級工具CircuitFire只能處理5萬到8萬閘的實例。Chandra表示,CircuitFire也能分析層次性設計,可以在模組、單元或電晶體級工作。

CircuitFire的輸入包括LEF、DEF或GDSII格式的佈局文件、技術資料、封裝資料和來自電路模擬器的功率資料。接著,CircuitFire可以將溫度變化注釋回電路模擬器,因此它能修改功率估計。CircuitFire輸出的文字報告顯示了元件溫度、走線溫度和更新過的功率資料。帶等值線的可視底層規劃可以顯示裸晶中的細節。

“其精密度非常接近”,Chandra指出,在一個測試基準中的被測資料,可以在1攝氏度範圍內。CircuitFire能以“分鐘級”執行規模約3萬閘電晶體的層次化設計,並覆蓋所有金屬層,他表示。

CircuitFire目前可以與Cadence設計系統公司的實體設計工具、Cadence的Spectre模擬器和明導國際公司的Eldo模擬器一起使用。

作者:葛立偉




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