《EDA 2.0白皮书》解读 看全部

https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?context=%7B%22nid%22%3A%22news_9518738088762369453%22%7D&n_type=0&p_from=1


在2021世界半导体大会暨南京国际半导体博览会的第二天(6月10日),国产EDA智能软件和系统创企芯华章发布《EDA 2.0白皮书》,明确下一代集成电路智能设计流程EDA 2.0目标,并开创性地提出芯片设计平台服务模式EDaaS。

《EDA 2.0白皮书》的核心内容有三部分:第一部分,回顾EDA 1.x的历史及挑战;第二部分,总结软件的发展历史及可借鉴经验;第三部分,提出EDA 2.0的定义及关键路径。

EDA 2.0的目标是解决设计难、人才少、设计周期长、设计成本高企的问题,让系统工程师和软件工程师也能参与到芯片设计中,通过智能化的工具和服务化的平台,缩短从芯片需求到应用创新的周期。

芯华章科技董事长兼CEO王礼宾相信,智能化的EDA 2.0时代,会使设计芯片像开发程序那样简单,制造芯片像搭积木那样灵活,这个未来并不遥远,技术已经在路上,芯华章有信心让EDA 2.0诞生在中国,诞生在离未来最近的地方。


一、后摩尔时代,EDA发展面临四大挑战

为什么要去做《EDA 2.0白皮书》?

芯华章科技产品和业务规划总监杨晔说,芯华章做这件事,是出于两个目的,一是指出EDA行业现有挑战,二是汇集国内专家学者总结的经验和看到的关键路径,为行业发展提供参考目标。

从历史来看,90年代EDA技术的诞生是一个非常革命性的发展,到2003年,集成电路设计基本定型为基于IP的模块以及大规模RTL集群的设计方法。这一阶段逐渐成熟的设计方法学,被芯华章称为EDA 1.0阶段。


自2003年至今的20年间,芯片设计规模、复杂度提高数万倍,成本提高100倍,芯片工艺也.png



自2003年至今的20年间,芯片设计规模、复杂度提高数万倍,成本提高100倍,芯片工艺也已演进到纳米级别,芯片设计方法学需要进一步革新。在这个过程中,设计方法学从EDA 1.0向EDA 1.X演进。

但现在集成电路设计工具EDA的方法论革新与颠覆式技术创新却一直没有突破,越来越跟不上芯片设计规模和应用需求的快速增长。

杨晔提到,在后摩尔时代,EDA1.X面临着一些新的挑战:首先,EDA设计流程与系统级软硬件需求缺少关联,能同时理解两者的专家非常稀缺;其次,设计周期长,无法满足应用快速创新需求;第三,设计投资大,成本高,项目风险大;第四,需要新建大规模团队,整个EDA流程高度依赖经验,芯片设计人才难求。

针对这些挑战,芯华章提出一些新的目标:一是用工具填补软硬件鸿沟,二是自动且智能的流程,三是开放的服务化平台,四是缩短从芯片需求到应用的周期。实现这四个目标,才能走向EDA 2.0。
  • 2楼 bjnr
  • 2021-06-13 12:31

RE: 《EDA 2.0白皮书》解读

二、解读EDA 2.0的三大关键路径

芯华章团队基于自身的丰富行业经验、以数字验证贯穿的SoC验证流程、行业伙伴及客户的合作谈论,具体探讨了实现EDA 2.0的关键路径,即《EDA 2.0白皮书》的第三部分。

总的来看,其关键路径包括开放和标准化、自动化和智能化、平台化和服务化。

1、开放和标准化

产业上下游共同制定开放的标准。基于这些开放接口和标准,以需求为导向进行定制,方便流程自动化和AI智能处理的集成。

EDA 2.0的芯片设计流程,需要在EDA 1.x的基础上,进一步增强如下各环节的开放程度:

(1)工具软件接口(API)更开放;

(2)数据格式开放或数据访问接口开放;

(3)EDA软件针对更多硬件平台的开放;

(4)芯片内外部的总线和接口标准化;

(5)商业EDA与开源EDA的结合;

(6)更开放、便捷的IP模块。

2、自动化和智能化

EDA2.0的目标是要从现有的EDA1.0过程中大幅减少芯片架构探索、设计、验证、布局布线等工作中的人力占比,将过去的设计经验和数据吸收到EDA工具中,形成智能化的EDA设计。

智能化EDA设计包括智能化的设计需求分析、芯片架构探索、设计生成、验证平台、物理设计。

3、平台化和服务化

一位来自知名芯片设计公司的行业专家分享道,当前国内EDA上云有两处难点,一是license麻烦、花钱多,二是芯片设计公司资源消耗大,很多小公司难以承受。而EDA上云可以降低进入芯片设计的门槛。

互联网云平台能提供近乎无限的计算弹性、存储弹性与访问便携性,因此EDA 2.0应与云平台和云上多样性的硬件结合,充分利用成熟的云端软硬件生态,包括用弹性算力去部分取代人力投入、商业和使用模式的优化,以及采用适合云平台的软件架构。

此外,EDA 2.0不再是工具的组合,而是一个服务化、可定制的完整平台。对此芯华章开创性地提出了基于云原生软件架构的全新EDA服务平台EDaaS(Electronic Design as a Service)。


这一模式可以直接服务不同的应用需求,支持其快速设计和部署芯片产品,实现更高效、更.png


这一模式可以直接服务不同的应用需求,支持其快速设计和部署芯片产品,实现更高效、更简单的应用创新周期,让芯片设计更简单、更普惠。

从具体服务来看,EDA服务平台可以提供专业的咨询或设计服务,也可以提供基于云平台和开放数据的定制服务。


  • 3楼 bjnr
  • 2021-06-13 12:32

RE: 《EDA 2.0白皮书》解读

三、缩短验证周期至关重要,多位专家谈人才培养与开源开放

除了发布《EDA 2.0白皮书》之外,大会期间,芯华章还邀请了多位产学界专家,共同探讨EDA的发展方向、挑战与需求。

芯耀辉联席CEO余成斌认为芯华章所提出的EDA 2.0非常具有前瞻性,当前芯片设计流程长,希望未来的EDA工具能缩短设计周期,使系统厂商更易设计芯片。另一位来自芯片设计业的行业专家也表达了类似的观点:如果验证周期能进一步缩短,将对整个产业界大有帮助。

此外,余成斌还提到将IP交付给客户也需耗费很多精力,未来的EDA 2.0还可以帮助实现更好地交付自动化,提高交付效率,最终能将优秀人才放在最重要的设计优化工作上去。

围绕人才培养,上海交通大学计算机科学与工程系教授梁晓峣谈到体系结构是软硬件结合,而国内计算机系学生与微电子系学生的知识领域之间存在脱节,前者看到的是算法和应用,后者看到的是芯片设计,很少学生能看到整个链条。

但将计算机和微电子合并成一个系可能很难,思来想去,他认为最有可能解决这个问题的,就是EDA工具。如果能有一个更开放的心态,去形成可以将学计算机和学微电子的学生有机结合在一起的工具,包括像芯华章这样的公司提供一个最基本的开源框架,再由各大高校或企业去添枝加叶,那么则有办法通过弯道的方式去补足短板。

一位行业专家同样谈道,相比投资,国内芯片更加稀缺的,是人才。美国学校里有很多时间学基础,从入门到投入这个行业,需要很大的热情,而培养热情最好的地方,就是是高校。

鹏诚实验室研究员陈春章则从EDA的发源地硅谷来谈人才培养,EDA在硅谷做的这么好,离不开斯坦福大学和加州大学伯克利分校,前者做了很多系统领域的贡献,后者在微电子学领域根基深厚,两所大学对整个EDA行业起到了非常重要的奠基作用,现在全球EDA三大巨头,有两家都是一直在硅谷发展起来的。

当被问及开源EDA与商用EDA未来的关系,中科院微电子研究所EDA中心主任陈岚认为,EDA是一个行业工具,即便是开放的,也要保证用这个工具设计出来的芯片是正确的。未来开放EDA软件和现有商用EDA软件一定是共同存在的,但在商业模式上可能有些变化,并且商用EDA经过了数十年迭代,在业界形成了很多精标准,还将占据很大一部分市场。

EDA是一个工业软件,所有的定义是从需求的角度来做的,很多科研院所已经研究出各种理论方法,但有了这些武器,如何将它们组装、组装成什么样式,需要用户和工业界来提。此外,国外EDA的发展,离不开非常好的设计公司对它的支持,但在国内,大芯片设计公司提出问题后,可能只有一两家能去接这个事情。

这个时候,陈岚觉得开放平台会起到很大的作用,开放可以作为创新的发源地,为大家提供产学研联合创新的载体,从而让更多缺乏资金的芯片设计公司得以进入商业流程。但目前我国产业现状还不足以支撑用这样的平台,她希望未来开放和标准化这样的平台,真正在产学研技术创新的合作机制探索方面发挥更多的作用。

谈到IP未来,中国科学院计算技术研究所副所长、中国开放指令生态(RISC-V)联盟秘书长包云岗认为,在开源IP和商业IP的协作方面,软件领域有很多值得借鉴的地方。比如微软大量使用一些开源软件模块,同时其团队也在开发很多自己的模块,综合形成我们用的word、office等等。在他看来,这种部分由企业自己开发,部分是开源IP的混合模式,未来也将存在于芯片设计领域。而未来的EDA,或许可以帮助在将开源IP和商业IP集成方面,实现更好的全局优化。

结语:实现EDA 2.0,需要业界共同努力

本周谷歌用AI进行芯片布局设计的研究登上了国际顶级期刊Nature,像谷歌这样,更多系统公司与互联网公司正跨界到芯片设计领域,将芯片的性能与创新视作提升产品竞争力的关键技术。

未来10年将是社会对芯片技术提出更快发展要求的10年,EDA工具和方法学需要全面进阶,才能降低技术门槛,进一步提升芯片技术发展的速度和创新的效率。

总体来看,《EDA 2.0白皮书》围绕让芯片设计更简单、更普惠的主题,探讨降低EDA使用门槛、缩短芯片设计周期的关键路径。EDA 2.0不是某一家公司单独能实现的,而需要从系统、芯片、EDA厂商到最终用户的整个业界共同努力,推动开放标准和统一的智能流程,让半导体行业更好地赋能全社会的进步。
期待EDA早日实现完全国产替代
目前自主EDA处在什么水平
  • 6楼 qazqaz
  • 2021-06-13 19:35
EDA个个子系统是自己的轮子吗?
也就说说而已,上百亿个晶体管,能简单吗?国产EDA又有谁用了?