缩减IC设计时间与成本，云端EDA露头角

到目前为止，几乎每个人都知道“云”计算服务在互联网上的无定形传递。服务器，存储，数据库，网络，软件，分析，智能等都可以提供。云可能是私有的，仅限于单个组织（企业云），可供许多组织（公共云）使用，或两者兼而有之（混合云）。最常见的云服务应用程序是：

基础架构即服务（IaaS）:其中基础架构由云提供商托管并提供给各种用户；

平台即服务（PaaS）:它提供了一个平台，允许用户开发，运行和管理应用程序，而无需组合和维护现场网格的复杂性；

软件即服务（SaaS）:一种“按需”软件许可和交付模型，使用户无需在其硬件上安装软件即可访问软件;

吸引力显而易见，公司通常只为他们使用的云服务付费，有助于降低运营成本，更有效地运行基础架构，并在业务需求变化时快速扩展。利用云计算还可以带来更快的创新，更灵活的资源使用以及始终如一的理想规模经济。

针对EDA的云计算

半导体和电子设计自动化（EDA）行业需要一段时间才能适应云服务模式，主要是因为他们担心知识产权（IP）的保护和控制以及高度专有，高度敏感流程设计套件（PDK）等数据。云提供商通过增强和扩展安全措施来回应这些问题，而IP提供商（最着名的是代工厂）通过采用云技术获得了青睐。PaaS模型是半导体行业中最常见的云技术形式，其中EDA公司使其客户能够在云平台上开发和运行其PDK。

实际上，在云上运行EDA工具不需要用户的任何特殊过程。可以在云上安装和运行任何可以在本地运行的EDA软件。设计公司和代工厂使用云服务的两个主要原因是成本和延迟。从成本角度来看，使用PaaS在选定的设计上运行EDA软件可以让公司避免购买服务器的资本投资，以提供必要的处理能力和运行时间，以及维护和支持这些资源的持续成本。对于经常遇到高需求期的公司，其中多个用户需要访问其服务器的有限资源，PaaS可以提供最终用户看不到的低需求间隔和高需求间隔之间的转换。

随着节点越多，晶体管节点越来越多，以及更大，更复杂的代工厂规则卡，今天的集成电路（IC）设计所需的计算量使得大多数公司获得，安装，即使不是不可能也具有挑战性，并支持维持快速验证运行时所需的大量计算资源，同时确保设计质量（图1）。

图1：每个节点的物理验证要求的行业趋势

充分利用云计算

云计算为企业提供了加快设计上市时间的机会，特别是考虑到高级节点的计算需求增长时。然而，就像云上的托管软件听起来一样有利，它实际上对所有工作都没有意义。公司需要预先进行分析，以了解使用云计算而不是添加本地资源可能从中受益的原因，方式和时间。

使用Calibre nmPlatform作为我们的EDA工具套件，我们将了解公司如何利用云计算在设计验证过程中获益。显然，您的里程可能会有所不同，具体取决于您使用的验证工具。

如前所述，使用PaaS模型的原因之一是避免获取和维护硬件的成本。增加现场CPU数量绝非易事 - 硬件采集，网格安装和维护都需要时间和金钱。更重要的是，现场网格缺乏即时的额外资源可用性。好消息是，在云中执行物理验证所需的工作仅在云设置本身 - 选择云提供商和设置云环境。

自2006年首次引入Calibre超远程功能以来，Mentor不断致力于帮助半导体公司和代工厂从其硬件资源中获得最大的效率和价值，使Calibre架构能够支持扩展到大量的CPU /核心（图2）。

图2：Calibre nmDRC运行时与CPU数量的关系 来源：AMD

现在，通过消除资源使用的成本和延迟障碍，云计算允许公司即时访问他们所需的CPU资源，同时仍然利用平台固有的扩展能力，使他们能够有效地实现其物理验证目标（例如，隔夜）运行时）即使面对最新技术节点的指数计算增长。

在云中访问EDA技术还可以提供快速，经济有效的方法来处理最新的紧急情况。如果公司的所有内部资源都已提交，但是出现了需要立即解决的关键问题，云计算提供了解决紧急情况的方法，而不会在其他任何地方造成重大中断。

使云更具成本效益

当然，云资源并非免费。在PaaS模型中，大多数用户根据他们使用的时间为云计算付费。为确保用户能够以最具成本效益的方式使用云资源，我们建议使用某些使用指南并提出最佳做法建议。虽然其中许多建议适用于内部资源或云计算，但采用这些实践有助于确保公司能够有效管理其云计算成本。

铸造规则套牌：首先是建议使用最新的代工厂合格的规则套牌。这样做可确保采用最新的编码最佳实践。此外，由于Caliber引擎针对每个版本进行了优化，因此可确保用户优化运行时和内存消耗，如图3所示。

图3 :(左）标准化内存与Calibre版本，（右）标准化运行时与Calibre版本

分层归档：实现分层归档方法，其中将设计分类到稍后在设计的顶层中引用的单元中，显着减小了数据大小并且使得最终签核运行时间显着减少。

最大限度地减少空闲资源：需要许多资源的操作通常会在执行开始时获取所有这些资源，即使这些资源中的大部分资源在很长一段时间内都处于空闲状态。通过实施仅在需要时连接到资源的流程和技术，用户可以通过减少或消除闲置资源来确保他们最大限度地降低总云成本。

云工作流效率：通过选择地理上接近的云服务器，您可以减少网络延迟时间。基于缓存的系统也将提高机器性能。

要最小化上传时间，请在可用时单独上传每个块，以及标准单元和IP，然后上载路由。通过分阶段上传，您可以避免任何瓶颈。然后，您可以使用云中的Calibre DESIGNrev界面来组合所有数据（图4）。

图4：单独上传块和路由，并将云服务器中的数据组合在一起

结论

云处理为企业提供了缩短产品上市时间和加快创新的机会，同时保持或降低了运营成本。EDA技术通常是云就绪的; 随着云安全性的改进消除了业界对IP保护的担忧，阻碍EDA技术在云处理模型中实现的唯一障碍已经消除。

随着IC设计公司越来越多地利用云来缩短高级流程节点设计的周转时间，他们可以确信，在云中运行EDA将提供他们所知道和信任的相同的签核验证结果，同时使他们能够调整资源去匹配业务需求和市场需求。

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