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Analog FastSPICE過渡ノイズ解析に基づくADC性能のサインオフ: クアルコムの導入事例

Posted in: アナログ/ミックスシグナル検証

ADC(ADコンバータ)は、ワイヤレス通信をはじめ多数のアプリケーションの主要な構成要素です。クアルコムではデバイスノイズ発生下でのADC性能検証とともに、ADCノイズ性能全般の仕様検証を特に重視しています。しかし従来のツールセットの性能は限られており、ブロックレベルのADCノイズ解析を手作業のフローで実行していたため、さまざまな仮定を立てる必要性に加えて長時間の作業と頻発するエラーに悩まされていました。そこでクアルコムは最近、Berkeley Design Automation, Inc.(BDA: 2014年3月メンター・グラフィックスにより買収)のAnalog FastSPICE(AFS)過渡ノイズ解析に基づくADCノイズ解析のシンプルなフローを導入しました。導入後、回路の複雑性によって幅はありますが基本的に1日未満の解析を1回実行するだけで、デバイスノイズを含むADCノイズを回路全体にわたってSPICE精度で解析できるようになりました。過渡ノイズ検証の結果はシリコンと非常に正確に一致します。クアルコムは現在、AFSに基づくADC過渡ノイズ解析をサインオフ前に実行しています。本稿ではADCノイズ解析の課題、従来のADCノイズ解析手法、新しいサインオフ手法の詳細について説明します。

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検証プランニングと要件追跡に対応する完全なアナログ設計フロー

Posted in: アナログ/ミックスシグナル検証

実装するフィーチャーや機能の増加を受けてアナログ設計とIPの複雑化は加速しており、ナノメータテクノロジのデバイス特性の大幅な多様化による課題も急増しています。このような背景を踏まえて、設計プロセスのあらゆるコーナーですべての仕様の準拠を検証する作業が、デバッグ、管理、追跡、検証目標の達成の観点から非常に大きな問題となっています。アナログ設計にカバレッジドリブン検証メソドロジを導入し、アナログ設計と検証を進化させることによって、追跡と進捗測定が可能な標準化されたプロセスを実現できます。本稿の目的は、デジタル検証に使われているカバレッジドリブン検証から共通して利用できる要素を拡張し、アナログ検証に導入することです。この結果、アナログ検証プロセスの標準化が実現します。

本稿では、設計仕様とカバレッジドリブン検証を連携させるための要件追跡システムを紹介します。検証で生成されたデータを複数の抽象段階に変換し、さまざまなマトリクスに基づいて解析することによって、仕様変更や検証オブジェクトの変更による影響度と同時に、設計ステータスを追跡できます。要件を追跡することによって、ISO26262などの標準化された品質管理プロセスに設計検証プロセスを統合し、監査システムを標準化できます。

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Compact Model Council(CMC)の信頼性モデル 標準回路シミュレータ・インタフェース<招待論文>

Posted in: アナログ/ミックスシグナル検証

Compact Model Council(CMC)は信頼性解析のための経年劣化モデルとシミュレーションに関する分野を標準化することを目的として小委員会を設置しました。小委員会は経年劣化シミュレーションのための標準アプリケーション・プログラミング・インターフェース(API)の要求事項を提案しました。本稿はSPICE環境で回路の信頼性解析シミュレーションを実施するにあたっての要求事項を紹介します。

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複雑なCMOS回路のトランジェント・ノイズ解析: AMSシミュレーションによる高速/高精度実現テクニック

Posted in: アナログ/ミックスシグナル検証

製造プロセスの微細化が進んだことで、システムLSI設計に実装できるアナログ回路規模が大幅に拡大したことから、アナログ設計者は益々厳しくなる難問に直面しています。特に、回路シミュレーションの能力不足、シミュレーション時間の増大と精度のトレードオフが深刻な問題となっています。

従来のシミュレーションが抱える代表的な問題として、CMOSアナログ回路固有のフリッカーノイズの影響をトランジェント領域でどのように評価するかというものがあります。これまで、この影響を正しく表現、解析することはできませんでした。

当社、株式会社エー・エス・オーでは、ADC.DACなどのデジタル/アナログのインタフェースや高速のデジタル・インタフェースに高い専門性を持って設計開発をしており、いかにして、この領域でのノイズ解析を高精度にシミュレーションできるかを検討して参りました。

この度、メンター・グラフィックス社のEldo Premierの解析機能(.NOISETRANコマンド)を用いて、フリッカーノイズの影響を考慮した大規模アナログ/ミックスシグナル(AMS)回路のトランジェント解析シミュレーションを実施したところ、シリコン上の実測結果との相関性が高い結果が得られました。本稿では、確立したトランジェント・ノイズ解析シミュレーション技術について紹介します。

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Eldo Premierを使用した高性能階層アナログ・シミュレーション

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Eldo Premierのアナログ・シミュレータは精度を落とすことなく性能とキャパシティを改善したいというAMS設計者の一番の関心事に応えます。

Eldo PremierはゴールデンSPICE精度に匹敵する高性能な解法テクニックを使って、レイアウトフェーズの前でも後でも大規模回路の過渡シミュレーションを目覚ましく高速化します。

シングルスレッドとマルチスレッドの両方のシミュレーション速度を改善します。シングルスレッド・シミュレーションの高速化はアナログ・シミュレータが解かなければならない非線形微分方程式のシステム解法テクニックに新しい代数手法を採用することで実現しています。マルチスレッド・シミュレーションの高速化はEldo Premierの新しいシミュレーション・カーネルのネイティブな並列コード特性とその専用データ構造により実現しています。これら2つの高速化要因を組み合わせて、Eldo Classicを大きく上回るシミュレーション速度を達成しています。最も顕著に効果があらわれるのは、ある程度規則的な階層構造を持つ大規模な回路(主にトランジスタ数1万以上)です。

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ADMS RFの概要(デジタルAGCループ)

Posted in: アナログ/ミックスシグナル検証

本稿では、ADVance MS RF(以降、ADMS RFと呼ぶ)の概要について、このツールを使うことによりパフォーマンスと使いやすさの面で利点の大きいケースを例にとって紹介する。多くのデジタル通信システムには、タイトに統合されたRFおよびアナログ/ミックスシグナル、ならびにDSPファンクションが含まれており、そのRFキャリアのため従来の過渡解析には困難が伴った。ADMS RFはこのようなタイプの難しいシミュレーション向けに特に設計されたもので、ADVance MSの持つ優れた能力と、Eldo RFの備える変調定常アルゴリズムの効率性を利用している。

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