半導(dǎo)體企業(yè)EDA仿真平臺組成和計算分析，及計算設(shè)備配置推薦
半導(dǎo)體企業(yè)的EDA（Electronic Design Automation）仿真平臺，是集成電路（IC）設(shè)計和芯片設(shè)計流程的核心組成部分。它涵蓋從設(shè)計前期的架構(gòu)建模、功能驗證，到后期的物理實現(xiàn)、時序/功耗仿真和制造準(zhǔn)備等各階段。
一、EDA仿真平臺主要組成模塊
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No |
模塊 |
主要任務(wù) |
典型軟件 |
使用階段 |
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1 |
架構(gòu)與系統(tǒng)建模 |
高層次抽象、算法驗證 |
Synopsys Platform Architect, MATLAB/Simulink, SystemC |
早期系統(tǒng)級設(shè)計 |
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2 |
功能仿真(RTL模擬) |
驗證功能正確性 |
Synopsys VCS, Cadence Xcelium, Mentor Questa |
RTL設(shè)計階段 |
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3 |
形式驗證 |
無需激勵驗證，檢查設(shè)計等價性/屬性 |
JasperGold (Cadence), VC Formal (Synopsys) |
RTL階段 |
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4 |
邏輯綜合 |
RTL → 門級電路 |
Synopsys Design Compiler, Cadence Genus |
綜合階段 |
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5 |
時序仿真（STA） |
靜態(tài)時序驗證 |
Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus |
綜合后/布局后 |
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6 |
功耗仿真 |
動態(tài)/靜態(tài)功耗分析 |
PrimePower, PowerArtist, Voltus |
綜合后、布局后 |
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7 |
仿真驅(qū)動的布局布線(Place&Route) |
實現(xiàn)后端物理結(jié)構(gòu) |
Synopsys IC Compiler II, Innovus |
后端實現(xiàn) |
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8 |
電磁/信號完整性仿真 |
IR drop, Crosstalk, EMI/EMC分析 |
RedHawk (Ansys), Voltus, Totem |
后端驗證 |
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9 |
可靠性仿真（DFM） |
工藝可制造性、電遷移、熱分析 |
Calibre (Mentor), Pegasus |
簽核前 |
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10 |
功能/時序仿真 （門級） |
Gate-level仿真驗證功能/時序 |
VCS、Xcelium、Questa（支持GLS） |
Tape-out 前 |
二、各模塊的計算特點與核心算法
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模塊 |
核心算法 |
計算特點 |
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架構(gòu)建模 |
SystemC仿真、行為建模 |
單線程為主、輕計算 |
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功能仿真 |
事件驅(qū)動仿真、編譯仿真（編譯+模擬） |
大規(guī)模波形數(shù)據(jù)、需要高IO帶寬、高頻編譯+仿真輪轉(zhuǎn) |
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形式驗證 |
SAT/SMT求解、符號執(zhí)行 |
內(nèi)存密集、對多核支持有限（部分并行） |
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邏輯綜合 |
柵級映射、優(yōu)化、邏輯等價 |
多核并行性一般，主要依賴單核性能 |
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STA |
時序傳播、路徑分析、主路徑查找 |
多線程支持中等，內(nèi)存占用高 |
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功耗分析 |
動態(tài)切換率計算、功耗建模、矢量傳播 |
大量VCD/FSDB文件處理、高IO、高內(nèi)存 |
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布局布線 |
遍歷+啟發(fā)式+SAT約束優(yōu)化 |
并行支持好（尤其是IC Compiler II） |
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電磁/熱仿真 |
FDTD/FEM/矩量法、電流網(wǎng)絡(luò)求解 |
可GPU加速（Redhawk SC）、內(nèi)存消耗大 |
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版圖DRC/LVS |
幾何布爾操作、圖匹配 |
Calibre/PEGASUS支持并行/分布式計算 |
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門級仿真 |
時序精確仿真、事件驅(qū)動調(diào)度 |
IO壓力高、大波形文件、高并發(fā)仿真 |
三、硬件配置推薦（按仿真任務(wù)類型）
1. 功能仿真 & 邏輯綜合
CPU：Intel Xeon Gold/Platinum or AMD EPYC（頻率高優(yōu)先）
核心數(shù)：8~32核（RTL仿真多次并行運行）
內(nèi)存：64~256 GB（視模塊復(fù)雜度）
存儲：高IOPS NVMe SSD（VCS/Xcelium生成大量中間文件）
網(wǎng)絡(luò)：10GbE 或 Infiniband（用于遠(yuǎn)程License和文件訪問）
2. 時序/功耗/門級仿真（GLS）
CPU：高主頻多核（如Xeon Gold 6444Y，4.1 GHz+）
內(nèi)存：128GB 以上（PrimeTime 或 PowerArtist）
存儲：NVMe + RAID（頻繁訪問FSDB/VCD波形）
建議：使用局部高速緩存磁盤（如RAM Disk臨時波形）
3. 后端布局布線 & EM仿真
CPU：多核心大緩存（IC Compiler II 支持 64 核+）
內(nèi)存：256GB ~ 512GB（版圖大時要大內(nèi)存）
GPU（可選）：Redhawk SC 可選 NVIDIA A100/RTX 6000 加速
4. DRC/LVS（Calibre / Pegasus）
- 分布式集群推薦：
每節(jié)點：16核、256GB 內(nèi)存
分布式文件系統(tǒng)：NFS/Lustre/GPFS
并行調(diào)度：LSF、SLURM 或?qū)Ｓ?span>EDA調(diào)度器
· 存儲：高速并發(fā)存儲（企業(yè)級NVMe RAID、Lustre/NFS共享盤）
- Calibre DRC 強烈依賴多核心與高并發(fā)IO性能
整體EDA仿真服務(wù)器/集群建議
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類型 |
推薦配置 |
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單機開發(fā)工作站 |
16~32核CPU、128GB RAM、2TB NVMe SSD、RTX A6000 （支持GUI仿真可視化） |
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仿真專用服務(wù)器節(jié)點 |
32核、512GB RAM、4TB+ SSD + 高速網(wǎng)絡(luò) |
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并行仿真集群 |
4~32節(jié)點、共用NFS/Lustre分布式存儲、集群調(diào)度器LSF或SLURM |
EDA平臺支持的并行方式總結(jié)
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軟件 |
并行方式 |
加速支持 |
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Synopsys VCS |
多波形并行、VCS-MX分布式仿真 |
CPU集群并行 |
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Cadence Xcelium |
多線程仿真、多DUT并行仿真 |
多核CPU |
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PrimeTime |
多路徑并行時序分析 |
支持多核但效率有限 |
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Calibre |
分布式規(guī)則分區(qū) |
LSF/SLURM 并行計算 |
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Redhawk-SC |
支持GPU加速、分布式電源網(wǎng)絡(luò)分析 |
NVIDIA GPU |
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PowerArtist |
多線程并行波形處理 |
多核CPU |
史上最強大的--EDA/IC芯片/集成電路設(shè)計計算服務(wù)器存儲集群配置方案
http://www.jiu-hong.com/article/112/2799.html
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