मिश्रित सिग्नल सत्यापन का महत्व बढ़ रहा है - सेमीविकी

मैंने ऐतिहासिक रूप से मिश्रित सिग्नल विषयों से परहेज किया है, यह मानते हुए कि वे डिजिटल से अलग हो जाते हैं और विशेषज्ञों पर छोड़े जा सकते हैं। उस साधारण दृश्य में अब पानी नहीं ठहरता। नियंत्रण लूप और डेटापथ के माध्यम से एनालॉग और डिजिटल अधिक निकटता से जुड़े हुए हैं, जिसके लिए प्रदर्शन, सटीकता और समग्र मीट्रिक संचालित सत्यापन के बीच सत्यापन में सावधानीपूर्वक संतुलन की आवश्यकता होती है।

इस क्षेत्र के लिए समर्थन में सुधार अच्छा नहीं है। 2020 के विल्सन सर्वेक्षण में एनालॉग समस्याओं के कारण रिस्पिन में महत्वपूर्ण उछाल की सूचना दी गई। इससे भी बुरी बात यह है कि सिस्टम ग्राहक अब कवरेज, सुरक्षा और बिजली के लिए एकीकृत मीट्रिक डेटा की मांग कर रहे हैं। पूर्ण सिस्टम सत्यापन चुनौतियों और समाधानों को बेहतर ढंग से समझने के लिए हमें अपने डिजिटल सुविधा क्षेत्र से बाहर निकलना होगा। इस रास्ते पर मेरा मार्गदर्शन करने के लिए शेखर चेटपुट (एक्ससेलियम/मिक्स्ड सिग्नल में आर एंड डी समूह निदेशक) और कैडेंस में पॉल ग्रेकोव्स्की (निदेशक उत्पाद विपणन) को मेरा धन्यवाद। 😊

एप्लिकेशन ड्राइवर और मिश्रित सिग्नल चुनौती

सभी प्रकार के सेंसरों को अंशांकन और बहाव क्षतिपूर्ति डेटा इकट्ठा करने के लिए डिजिटल समर्थन की आवश्यकता होती है। आईओ इंटरफेस के लिए अंशांकन भी एक कारक है; डीडीआर एक परिचित उदाहरण प्रदान करता है। 5जी/6जी के लिए आरएफ को कई बैंड और हाइब्रिड बीमफॉर्मिंग का समर्थन करना चाहिए, जिसे फिर से डिजिटल डोमेन से प्रशासित किया जाना चाहिए। ईवी के लिए आवश्यक बैटरी प्रबंधन प्रणाली, परिष्कृत चार्जिंग और उपयोग व्यवहार जैसे प्रीकंडीशनिंग, फास्ट चार्ज, टॉप-ऑफ और बैटरी सुरक्षा को संभालती है, सभी (आपने अनुमान लगाया) डिजिटल रूप से देखरेख करते हैं।

चिकित्सा प्रत्यारोपण, सुरक्षा और विश्वसनीयता के बहुत उच्च मानकों पर आधारित, अब वायरलेस संचार की पेशकश करते हैं, साथ ही सेंसिंग और एक्चुएटर्स को बॉडी मॉडल (आरसी नेटवर्क) के खिलाफ सत्यापित किया जाना चाहिए। गैर-वाष्पशील मेमोरी सेल कई वोल्टेज को संभालते हैं और पढ़ने, प्रोग्रामिंग और पहनने/त्रुटि का पता लगाने के लिए सर्किटरी का समर्थन करते हैं। यहां तक ​​कि डिजिटल डिज़ाइन भी बिजली प्रबंधन आईसी (पीएमआईसी) पर निर्भर करता है जो डिजिटल नियंत्रण के तहत कई वोल्टेज की आपूर्ति करता है, जटिल बिजली प्रबंधन परिदृश्यों की निगरानी करता है। ये अब ईवी में उच्च वोल्टेज प्रबंधन तक विस्तारित हैं।

सभी उद्देश्यों में समान रूप से एनालॉग/आरएफ दुनिया के बीच संतुलन खोजने की आवश्यकता है, जहां स्पाइस मॉडल उच्च सटीकता वाले हैं लेकिन बहुत कम चक्र/सेकंड हैं, और डिजिटल दुनिया बहुत उच्च चक्र/सेकंड थ्रूपुट लेकिन बहुत कम एनालॉग सटीकता (0/ वोल्टेज के लिए 1 और धारा या प्रतिबाधा की कोई अवधारणा नहीं)। सह-सिमुलेशन स्पष्ट उत्तर है, लेकिन आप कम सटीकता/उच्च प्रदर्शन और उच्च सटीकता/कम प्रदर्शन को एक साथ नहीं जोड़ सकते। इनके लिए बुद्धिमान इंटरफ़ेस की आवश्यकता होती है।

सही संतुलन ढूँढना

पहले SPICE को तेज़ बनाएं और डिजिटल सिमुलेशन को अधिक सटीक बनाएं। कैडेंस स्पेक्टर एफएक्स सिम्युलेटर के माध्यम से स्पाइस को गति देता है, जिसके लिए सर्किट के हिस्से पूर्ण सटीकता से समझौता करते हुए सटीकता के कुछ स्तर को संरक्षित करते हुए पूर्ण एनालॉग सटीकता से उत्तरोत्तर अमूर्त मोड तक 4 मोड में से किसी एक में चल सकते हैं।

डिजिटल में सटीकता में सुधार करने के लिए पहला कदम वेरिलॉग-एएमएस/सिस्टमवेरिलॉग रियल सपोर्ट है, एक वास्तविक संख्या सिग्नल जो सरल इंटरफेस के लिए काफी अच्छा है। वेरिलॉग/एसवी नेटटाइप द्वारा समर्थित वास्तविक संख्या मॉडल (आरएनएम) के माध्यम से एनालॉग मॉडलिंग के करीब कुछ संभव है, जहां सिग्नल को वोल्टेज, वर्तमान और प्रतिबाधा संरचना के रूप में मॉडल किया जाता है, जो कनेक्टेड नेट के बीच रिज़ॉल्यूशन की अनुमति देता है। कैडेंस एक आरएनएम नेटटाइप ईनेट (इलेक्ट्रिकली समतुल्य नेट) प्रदान करता है। ईनेट्स के साथ एक सार्थक व्यवहार मॉडल बनाना संभव है जो कुछ उपयोग-मामलों में स्पाइस-स्तर की सटीकता तक पहुंचने में सक्षम होने के साथ-साथ परिमाण के परीक्षण आदेशों को तेजी से चला रहा है।

स्पेक्टर एफएक्स और आरएनएम/ईनेट मॉडल मिलकर मॉडलिंग के लिए संभावनाओं का एक स्पेक्ट्रम प्रदान करते हैं। विस्तृत विवरण में पड़े बिना विभिन्न विकल्पों का पता लगाने के लिए वास्तुशिल्प डिजाइन में एक पूर्ण व्यवहारिक वास्तविकता या ईनेट मॉडल बहुत उपयोगी हो सकता है। जब मॉडल उपलब्ध होते हैं, तो शेखर ने मुझे बताया कि यह उपयोग का मामला अब बहुत अधिक ध्यान आकर्षित कर रहा है।

अधिक विस्तृत सत्यापन में मिश्रण और मिलान अक्सर आदर्श होता है: गति के लिए कुछ एनालॉग ब्लॉकों के लिए आरएनएम, और स्पाइस स्तर जहां सटीकता महत्वपूर्ण है, जैसे आरएनएम विश्लेषण के दायरे से परे, आपूर्ति वोल्टेज और तापमान भिन्नता के खिलाफ संवेदनशीलता विश्लेषण में।

मॉडल बनाना

यह सब बहुत अच्छा लगता है, लेकिन ये मॉडल कहां से आते हैं? मूल नेटटाइप लचीला है लेकिन बहुत निम्न स्तर का है जिसके लिए SystemVerilog से अपरिचित एनालॉग डिजाइनर से महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता होती है। कैडेंस के पास सामान्य बेस सर्किट (कैपेसिटर, डायोड, इंडक्टर्स, एमओएस डिवाइस) की एक ईनेट मानक लाइब्रेरी है, साथ ही मिश्रित सिग्नल मॉड्यूल की एक परीक्षण लाइब्रेरी भी है जो उदाहरण दिखाती है कि इन घटकों का उपयोग कैसे किया जाता है। डिज़ाइनर इन घटकों का उपयोग करके योजनाबद्ध रूप से अधिक जटिल घटकों का निर्माण कर सकते हैं।

शेकर ने मुझे बताया कि ईनेट के शुरुआती दिनों से ही ग्राहकों के साथ काम करते हुए यह बेस लाइब्रेरी बहुत स्थिर है और इसे हाल ही में एक्सेलियम मिक्स्ड-सिग्नल ऐप के एक भाग के रूप में जारी किया गया है। कैडेंस अब कई मध्य-स्तरीय घटकों (पीएलएल, वोल्टेज नियामक, एडीसी, डीएसी) के निर्माण और समीक्षा पर काम कर रहा है। उनके ग्राहक अपने स्वयं के मध्य-स्तरीय घटकों का निर्माण भी कर रहे हैं, और अधिक जटिल कार्यों को और भी आगे बढ़ा रहे हैं। ऐसा लगता है कि पहले से पैक किए गए पुस्तकालयों की प्रतीक्षा करने के बजाय आवश्यकता ही प्रगति को आगे बढ़ा रही है।

मानकीकरण पर एक त्वरित विषयांतर क्योंकि मॉडलों के निर्माण में महत्वपूर्ण प्रयास किए जाते हैं। लू दाई (एक्सेलेरा अध्यक्ष) ने इस साल डीवीकॉन में मुझे बताया कि एक्सेलेरा मिश्रित सिग्नल कार्य समूह बहुत सक्रिय है, और उपयोगकर्ताओं की मांग तीव्र है। कैडेंस एक भागीदार है और इस क्षेत्र में उसकी एक स्थापित प्रतिष्ठा है, इसलिए मेरा मानना ​​है कि उनकी रिलीज़ मानक में अंततः सहमति के करीब होने की संभावना है। हालांकि लू ने चेतावनी दी कि कुछ एसवी मिश्रित सिग्नल अपडेट अनुरोध धीरे-धीरे आगे बढ़ रहे हैं क्योंकि एसवी मानक अब आईईईई के अंतर्गत है जहां अपडेट दुर्लभ हैं। एक्सेलेरा समाधान पर विचार कर रहा है।

टेस्टबेंच स्वचालन, दावे, कवरेज, आदि

उच्च सिमुलेशन थ्रूपुट हमेशा एक महत्वपूर्ण लक्ष्य होता है लेकिन मिश्रित सिग्नल सत्यापन टीमों को और अधिक की आवश्यकता होती है। वे स्वचालन चाहते हैं जो उनके डिजिटल समकक्ष नियमित रूप से उपयोग करते हैं और इन्हें मिश्रित सिग्नल तक विस्तारित करने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं। एक्सेलेरा के तहत एक यूवीएम-एएमएस कार्य समूह पहले से ही इस उद्देश्य से काम कर रहा है। कोई मानक अभी तक जारी नहीं हुआ है और शेड्यूलिंग समस्याओं से भी जूझ रहा है, लेकिन वे सही रास्ते पर हैं।

इस बीच, डिजाइनर और सत्यापनकर्ता मालिकाना प्रवाह के माध्यम से इन जरूरतों को पूरा करते हैं; मैं कल्पना करता हूं कि ये भी विकसित हो रहे मानक पर नज़र रख रहे हैं। कैडेंस यूवीएम टेस्टबेंच, नियमित अभिकथन और जटिल मिश्रित सिग्नल अभिकथन के साथ-साथ यादृच्छिकरण के माध्यम से डिजिटल और एनालॉग में मीट्रिक संचालित सत्यापन का समर्थन करता है। शुद्ध एनालॉग के लिए, कवरेज और अन्य स्थिति को Virtuoso ADE सत्यापनकर्ता से vManager में आयात किया जा सकता है।

संक्षेप में, मिश्रित सिग्नल सत्यापन में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है और मानकीकरण के माध्यम से प्रगति की उम्मीद है। मिश्रित-सिग्नल सत्यापन वास्तव में डिजिटल सत्यापन के साथ प्रथम श्रेणी का भागीदार बन रहा है। आप एक्सेलियम मिक्स्ड सिग्नल ऐप के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं यहाँ, स्पेक्टर एफएक्स सिम्युलेटर यहाँ और मिश्रित सिग्नल पर एक उपयोगी वेबिनार यहाँ.

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• स्रोत: https://semiwiki.com/eda/334146-mixed-signal-verification-is-growing-in-importance/