- 针对芯片中模拟/射频模块验证问题的验证工具设计

但是，对于相对规模较大的设计来说，如果设计师想得到同样充分精确的SPICE仿真，那将是一件无法完成的任务。用传统的SPICE仿真器对大型模块，如PLL或多通道DC-DC转换器进行瞬态分析，可能需要几天或几周。另外，在许多情况下，这些仿真器很难在直流静态工作点获得收敛。

数字FastSPICE仿真器是大型数字电路设计的另外一个选择，但它们不能解决模拟/射频电路的验证挑战。FastSPICE仿真器往往利用简化的假定和估计来提高仿真速度，所需的代价就是要牺牲精确性。但很多时候，精确度对于模拟和射频应用来说是非常重要的。

验证工具

Berkeley设计自动化公司的精确电路分析（PCA）技术使电路设计师能够快速分析和验证问题，这往往是利用其它工具所无法实现的。结合在应用数学和优化数值分析上取得的研究成果，公司开发了此项技术。该技术具有与SPICE相当的精确性、5倍~10倍的性能提升，以及优异的直流和周期性稳态收敛特性。新工具无需针对特定的模块进行微调，而且和目前所有主流的SPICE仿真器、射频仿真器，以及它们的设计环境兼容。此工具的有效性已经被超过100个芯片的设计所证明，涉及的工艺流程从0.5mm到65nm。

和数字FastSPICE仿真器不同，精确电路分析技术不做简化的假定或估计。它对原始电路最基本的器件方程进行求解，其精确性甚至会超越SPICE仿真器。这意味着，它不需要仿真器在模块级对电路进行微调，因此在电路的每个节点上都能提供充分的精确性。每次仿真都是对电路性能的充分仿真。这项技术的重大突破在于解决了一系列新出现的验证问题。

精确电路分析产品线主要包括以下3种工具：

模拟FastSPICE：可提供SPICE级别的精确电路仿真，速度提升5倍~10倍，具有优秀的直流静态工作点收敛性能，并不需要仿真器对模块进行微调;

射频FastSPICE：可提供SPICE级别的精确电路周期性分析，速度提升5倍~10倍，具有优越的周期稳态收敛性能和硅精确的振荡噪声分析;

PLL噪声分析器：随机非线性引擎能提供快速的闭环整数N PLL噪声分析，和实际芯片相比，精确度在~1dB以内。

模拟FastSPICE使用精确电路分析多速率瞬态引擎，和SPICE相比，它能提供鲁棒性很强的直流静态工作点收敛性能、SPICE级别的精确性和更快的速度。其应用领域包括任何要求SPICE级精确度的瞬态仿真。模拟FastSPICE已经被大量电路设计所采用，包括802.11a/b/g收发器、ADC、包括带隙基准电压源和偏置电路的自动增益控制设计、高速I/O和数GHz的PLL，这些应用实例均证明了模拟FastSPICE具有优越的性能。

具体性能

使用新工具来检验当今领先的消费、无线设备、计算机和网络设备等产品的电路设计时的一些性能结果如表1所示。对于列出的具有代表性的电路，新工具的瞬态仿真具有SPICE级别的精确性。

这些电路的复杂程度涵盖了两个数量级，应用包括无线收发器、复杂的模拟/混合信号芯片和消费芯片等。所有这些都是以原来的测试平台和电路配置进行的设计。所有这些结果均不需要仿真器的模块级微调。对于各个设计，电路设计师将重要信号的波形和重要节点的测量与目前使用的SPICE仿真器得出的结果进行比较，从而证明了新工具具有SPICE级别的精确度。

结语

流片前芯片中模拟/射频模块的验证问题对于设计团队来说是一个巨大的挑战。现有的仿真流程不能与设计复杂度同步发展，结果导致对于模拟/射频子系统来说，设计师必须花费数周甚至数月的时间来进行系统验证。传统的SPICE不再能满足要求。而Berkeley设计自动化公司的精确电路分析工具及其结果展示出其打破瓶颈并足以解决这些复杂验证问题的能力。