集成电路EDA技术发展趋势

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1、史江一2010年9月jyshi@mail.xidian.edu.cn集成电路设计发展趋势与IC专业从业优势1内容几个设计实例集成电路设计面临的挑战SOC设计方法学与EDA技术趋势IC专业从业优势2PartI几个设计实例3示例1：GPSChipARM+gps基带+memory0.13um1.2M门250MHz<1W45clockdomain5GPS整体解决方案面临问题：RF部分的集成与隔离高速低噪声AD/DA集成与隔离ARMIP核集成60.13um工艺12.85x12.86mm28MgateCount78MHz<4W挑战：复杂度大量MemoryPow

2、er示例2：ImageChip7XD-ARM可扩展PCIUARTJTAGSDRAMGPIOSRAMIX-BUS高速互连总线MEMEME64bits32bitsMEMEME加密单元64bits32bits示例3：XDNP挑战：异构多核性能高数据速率核间高速高带宽数据交换0.13um工艺10x10mm24MgateCount232MHz8一个典型的SOCDesign9SOC构成AnalogRFPowerMEMsIPDigitalControlµPDSPInterfacesMemorySRAMDRAMFLASH10小结现代集成电路特点：规模大，复杂度高功耗控制严

3、格频率高多IP核集成数字、模拟、RF混合集成11PartII集成电路设计面临的挑战12工具挑战：EDA技术VLSI包含：处理器、嵌入式memories、可编程逻辑、不同团队开发的不同功能部件、UDSM等规模挑战：芯片规模呈指数增长设计挑战：复杂性呈指数增长Power光刻……..★设计领域中挑战与机会并存挑战13设计复杂性呈双指数倍增长1：芯片集成晶体管数目增加复杂度指数增加----Moredevices----Morepower----Heterogeneousintegration2：复杂度由于特征尺寸减小而指数增加----Interconnectdela

4、y----Couplingnoise----EMI(ElectroMagneticInterference)DesignComplexity1x214工艺复杂度15功耗P6Pentium®proc486386286808680858080800840040.1110100197119741978198519922000YearPower(Watts)LeadMicroprocessorspowercontinuestoincreaseCourtesy,IntelPowerdeliveryanddissipationwillbeprohibitive16功率

5、密度40048008808080858086286386486Pentium®procP611010010001000019701980199020002010YearPowerDensity(W/cm2)HotPlateNuclearReactorRocketNozzlePowerdensitytoohightokeepjunctionsatlowtempCourtesy,Intel17静态功率密度18VDDVDDVDDLpRpVDD:CurrentSource供电网络—RLCMesh:VDDpin19多电压域DynamicvoltagescalingDy

6、namicallyscaleVDD,fYieldscubicreduction(f*V2)DualVoltageSharedn-well20ChipCapacityandDesignerProductivityLogicTransistors/Chip(K)Transistors/Staff-Month11010010001000010000010000001000000010100100010000100000100000010000000100000000201019821990200058%/Yr.Complexitygrowthrate21%/Yr.

7、ProductivitygrowthrateProductivityGap21DesignMaskWaferAbove-resolution250nmSub-resolution180nmOPCDeepsub-resolution130nmPSMOPCDesignforManufacturing248nmStepper22PartIIISOC设计方法学与EDA技术23SOC概念SOC的设计理念与传统IC不同。SOC把系统的处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直到器件的设计紧密结合，在一个或若干个单片上完成整个系统的功能。与普通IC的设计不同，SOC的设计

8、以IP核为基础，以硬件描述语言为系统功能的主要描述手