後矽晶片除錯值得認真考慮

如果你是一位晶片設計師，你可能不會承認需要一款後矽晶片(post-silicon)除錯工具。但除非你對你的設計相當有自信，而且確定能在第一次投片就獲得成功，否則在大部分情況下，還是值得考慮一下後矽晶片除錯工具。

對EDA供應商來說，後矽晶片驗證是一個嶄新的領域，但它並不是一種全新的實踐。因為，隨著晶片功能整合度的提升，設計複雜度相應增加，對現代的晶片設計而言，確保所設計的晶片能夠正確運作的定義已經涵蓋了從設計階段到製造完成後的測試，甚至包含了現場應用階段。

當晶片首次被製造出來時，必須有人持續對矽晶片進行測試，以確保晶片能依照當初設計的期望值工作，如同PCB在出貨前必須在實驗室中進行檢查一樣，除非你所設計的矽晶片在可視性和可存取性方面相當有限。

舉例來說，在一些情況下，晶片可能在獨立的系統中工作，但並不是在用戶試圖製作的系統中工作。針對這些狀況，後矽晶片除錯有助於發現問題。而在另外一些情況下，晶片也有可能在出貨一段時間後才發生現場故障。這通常意味著更嚴重的問題，因為晶片已出貨到客戶手中，而此時產生的故障將導致必須對整個系統進行測試以判斷造成故障的主因或是關鍵元件，所花費的成本可能包含了測試及回收等，對製造商與晶片商來說，不僅在成本方面是相當高昂的負擔，在許多電子產品最強調的上市時程方面，也可能帶來相當巨大的影響。

當然，會產生這種狀況的原因，也許不是由晶片本身的問題所造成，而是因為有些使用者以無法預料的方式使用晶片所造成的結果，抑或是在現場應用中，該晶片與其他零組件甚至是設計本身的不匹配所帶來的運作失常。但必須重申的是，無論所面臨的情況為何，後矽晶片除錯方法對設計人員來說已經佔有愈來愈重要的地位，目前所使用的特殊方法已經成為瓶頸。

卡內基梅隆(Carnegie Mellon)大學的電子與電腦工程系教授Rob Rutenbar將後矽晶片除錯戲稱為‘公開的小秘密’，因為在一般情況下，必須花費1,500萬到2,000萬美元、以及至少六個月的時間才能完成。但儘管這個問題看來相當重要，目前業界卻有一種非常奇特的現況，即EDA供應商對此一問題的關注如此之少。

不過，狀況已經開始產生變化。以去年為例，至少有兩家公司已開始步入這一領域。Novas Software公司推出的Siloti工具為近矽晶片(near-silicon)和後矽晶片應用提供了可視性。而新創企業Dafca公司推出的ClearBlue工具則使用可重配置邏輯，將測試電路插入IC中，以便用於後矽晶片除錯。ClearBlue的第二個部份是後矽晶片分析引擎，可以與Novas除錯工具搭配使用。

Dafca公司執行長Peter Levin承認，後矽晶片驗證是一種對抗型銷售(confrontational sale)。因為IC設計人員通常不會願意承認他們也會犯錯，但是像ClearBlue這樣的產品卻認為他們有可能會犯錯－這是一種對立的情況。為此，Dafca提出的解決方案據稱可以在某種程度上減輕這方面的壓力。用戶可以先購買測試部份，然後在真正有需要時再決定購買分析部份。

你可能不想購買預先包裝好的解決方案用於後矽晶片驗證，或增加會潛在增加面積的邏輯。但你確實需要某種類型的計劃，因為很明顯地，這方面的需求已經出現。當然，除非你是那些少數幾個能確保百分之百一次投片就獲得成功的IC設計團隊之一。

Richard Goering是設計自動化部門的主編。