EDA平台构建的方法及管理模式分析

2019-01-22 11:25:58 来源:elecfans
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清华信息科学与技术国家实验室(筹)(以下简称国家实验室)是科技部于2003年批准筹建的第1批5个国家实验室之一,依托清华大学筹建。作为国家实验室基础设施平台之一的EDA(electronic design automatic,电子设计自动化)平台,定位于清华大学集成电路设计领域教育与科研的网络化公共平台,提供了EDA工具应用、设计资源、技术支持、人才培训等服务。

 

l 建设EDA平台的目的和意义

基于硅技术之上的半导体集成电路技术是现代信息技术的核心技术,半导体技术的发展造就了今天的信息化、网络化的数字时代。

 

随着集成电路设计技术的不断发展,先进的EDA设计环境已成为集成电路设计、人才培养、科学技术研究必不可少的工具,其中不仅包含计算机硬件、EDA软件、集成电路设计资源(IP——intellectual property模块)、工艺资源,随着网络的发展,还包含更便捷的使用方式和完善的服务。建设好一个集成电路设计环境,可以为高水平人才培养提供设计和研究环境,为相关领域重大科研项目提供条件支撑,为专业技术人才培训提供实验条件。

 

集成电路技术是一个以多学科为技术基础的应用技术类学科,涉及的学科领域包括半导体器件物理、微电子学、电子学、无线电、光学,以及信息学等学科领域的知识。随着集成电路的发展、交叉学科的渗透,在我校进行集成电路相关设计、研究的课题组已经由微电子所扩展到电子系、计算机系、信研院,甚至工物系、核研院等,同时,由于集成电路设计技术日益复杂,相应的EDA软件十分昂贵,相关设计服务和配套资源对每一个课题组来说也难于到位。因此,建设一个为学科建设服务、为教学科研服务、软硬件环境一流且全面开放共享的EDA平台意义十分重大。

 

2 EDA平台的构建

平台在微电子所“系统集成与专用集成电路技术研究中心”原有的EDA环境基础之上,依托国家实验室建设,以高性能的服务器为依托,配以国际上主要EDA厂商的全线软件产品,可贯通完成集成电路设计的全过程,其规模、完整性与水平都大大超过了以往。EDA平台组成如图1所示。

 

图1 EDA平台组成图

 

设备配置:①硬件资源包括服务器、工作站、磁盘阵列,服务器有运算服务器为高性能服务器,文件服务器与磁盘阵列连接,及License(许可证)服务器。②软件资源包括EDA软件、IP库、工艺库等。其中EDA软件有Synopsys,Mentor,Cadence公司的全流程设计工具,工艺库有SMIC,ShangHua,Hejian,UMC,Charter等代加工厂的线宽从0.6um、0.35um、0.18um、90nm、65nm不等的工艺。③网络设备包括千兆光纤网(包括楼内专线网)、交换机EDA平台网络结构如图2所示。

 

图2 EDA平台网络结构图

 

通过建设和整合,高性能服务器与高端的数据中心相结合,形成高吞吐量、高传输、处理能力、高可靠性的环境,同时拥有世界最知名的EDA厂商synopsys,cadence,mentor全套设计工具,可以提供从系统到电路各个层次的集成系统和专用集成电路仿真验证能力、系统算法研究和验证、虚拟原型设计,直至实际工艺库支持的专用集成电路芯片物理设计与制造的完整环境。可提供多个代加工厂的工艺库以及相应的MPW(mulTI project wafer,多项目晶圆)服务。服务器连接校园网,提供24h开放、百人以上的上机环境,用户可以在任何时间、任何地点使用服务器上的EDA资源,也可以本机安装软件,通过防火墙获取许可证来使用。服务器同时和其他工作站、终端连接构成局域网,形成内部的设计环境,内部的设计环境包括一个有近30个机位的机房,可满足信息学院有关的实验教学和培训。

 

3 EDA平台的管理模式

平台针对不同用户的需求,采取灵活多变的管理模式,提供登陆服务器和本地装软件读取服务器许可证2种上机方式。第1种方式是只要在EDA平台中心服务器上拥有账户的用户,就可以用台式或笔记本计算机远程登陆EDA平台的服务器,使用权限范围内的资源,数据可以存放在服务器上,并保证其数据安全。第2种方式为只要是EDA平台授权使用软件许可证的用户,本地安装了相应软件,就可以通过网络读取许可证进行使用,使用防火墙屏蔽不安全的服务,同时不会因远程访问而影响速度。

 

结合教学实践和科学研究的不同需求,平台对用户采取不同安全级别的管理办法,进行共享的管理和安全控制,对重要的数据增量备份,保证用户的数据安全,对不同用户在服务器上分组管理,开放不同的权限。针对EDA工具种类多、更新快、专业性强的特点,建立了专业技术支撑体系、优化的设计流程、共享单元库、IP库和相关技术资源库,成为用户和EDA公司、代加工厂之间的桥梁,为用户使用EDA资源提供技术支持和技术保障。

 

基于平台开发了信息科学与技术国家实验室EDA平台管理系统,包括EDA软件计费系统和数字设计流程教学软件等内容,提高了平台的管理水平和效率。其中计费系统通过统计用户读取工具许可证的次数,为收费提供依据;数字设计流程教学软件通过动态演示一个数字分频器的设计全过程使初

 

4 EDA平台的服务情况

国家实验室EDA平台作为清华大学集成电路设计领域教育与科研的网络化公共平台,提供EDA工具应用、设计资源、技术支持、人才培训等服务,包括:全流程的软件支持,深亚微米设计和验证的参考流程,国内外主要代工厂的工艺库和多项目晶圆服务,IP库资源,芯片测试,用户数据的存储和备份,EDA工具培训、集成电路设计初、高级培训,集成电路设计服务。

 

以2008年为例,用户涵盖了微电子所、电子系、信研院、计算机系、软件学院、工物系等院系以及其他科研单位,其中清华信息学院的用户约占80%,校内其他院系及校外用户约占20%,科研用约占60%,教学用约35%,社会服务约5%。

 

5 结束语

EDA平台为学校的集成电路设计相关领域提供设计环境或者EDA软件等服务,支持了教学和科研工作,提高了清华大学集成电路设计的整体研究实力和水平,满足了清华大学集成电路设计领域本科生、研究生教学实践环节的需要。

 
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