Симуляция верилог совместно со спайс-нетлистом, Методы оптимизации симуляций Опции

[v_mirgorodsky]

Доброго времени суток,

Ищется простое решение для симуляции спайс-нетлиста совместно с тест-бенчем на Верилог. Точно знаю, что подобная штука есть в Каденсе. Там Verilog-NC запускается совместно со Спектрой и получается автоматический тестовый стенд с очень хорошим покрытием. Верилог генерирует входные вейв-формы и проверяет результаты из Спайса. Получается очень приличное покрытие, практически неограниченная гибкость, авоматические тесты и много других полезностей. Недостатком этого всего является большой прицеп в виде самого Каденса и его слабо вменяемых настроечных файлов.

Еще знаю, что подобное решение запускалось с Наносимом, однако он уж сильно устарел и для "свежих" библиотек его использовать как-то сильно рисковано. Был вариант, когда Наносим был интегратором, а в качестве спайс-симулятора предлагались на выбор xa & hsim. Однако этот маршрут выглядит тоже немного рискованным по причине отсутствия "свежих" версий вышеупомянутых симуляторов.

Недавно прочитал, что есть подобное решение от Синопсиса - VCS-AMS. Сразу пошел искать его в закрома, однако ничего похожего на аббревиатуру VCS-AMS там не нашел.

Соответственно, вопрос. Использовал ли кто-то в работе связки Верилог-Спайс? Если да, то какие програмные продукты использовались, получалось ли у кого в качестве Спайс-симулятора запускать HSPICE?

Есть ли у кого опыт использования VCS-AMS? На сколько сложно увязать нетлисты?

И знает ли кто как скоро он может появиться в закромах?

[SM]

Однако этот маршрут выглядит тоже немного рискованным по причине отсутствия "свежих" версий вышеупомянутых симуляторов.

Вообще, оно вроде хорошо считало и тогда, за это время ничего в математике не изменилось. Так что nanosim C-2009.06 вполне себе решение.

А из современного - совместная ко-симуляция XA + VCS MX - поищите лабы по части XA-VCS mixed-signal simulation

[v_mirgorodsky]

Был у меня опыт использования Наносим для динамических гейтов на UMC 65нм. Наносим симулировал быстро и неправильно. По какой-то причине он разряжал динамические ноды намного быстрее, чем это предполагалось. Пришлось выбросить в топку. HSPICE, XA, HSIM симулировали нормально, результаты немного отличались между собой, но не критично. Как показала практика, ближе всего к правильному ответу был HSPICE, дальше всех лежали результаты XA, HSIM довольно точно повторял поведение HSPICE с некоторыми особенностями. Ну и как не странно, HSPICE практически без проблем поднял post-layout extracted нетлист на 200000 транзисторов и выдал результаты симуляции часов через 20, тогда как HSIM просто "упал" с ошибкой по памяти. Симуляция проводилась на 48 процессорном сервере с 384GB памяти.

Сейчас надо симулировать "всего" тысяч 50 транзисторов, но техпроцесс сильно тоньше. Фактически, производительно рисовать full-custom под этот тех-процесс можно только в честно купленном Каденсе. Все остальное, что имеется на рынке или плохо поддерживает дабл-паттернинг, или никак его не поддерживает. Вместе с рисовалкой были честно куплены очень ограниченное количество лицензий под Спектру и APS. Там и получилось запустить миксед моде симуляцию с Верилогом, однако меня не устраивает гибкость полученного решения, его точность и скорость. Вот и ищу варианты "улучшения" ситуации.

А из современного - совместная ко-симуляция XA + VCS MX - поищите лабы по части XA-VCS mixed-signal simulation

На сайте Synopsis новостей об обновлении XA я не нашел. В закромах есть версия за 2013 год. Если правильно помню, то для проекта с 65нм использовал все же что-то более ранее. Можно попытаться запустить эту связку. А у вас нет какого-нибудь простого примера на эту тему?

Все же очень хотелось бы научиться использовать HSPICE в связке с VCS, потому как оба продукта регулярно обновляются в закромах и дают необходимую точность и скорость работы. По идее, VCS-AMS предоставляет необходимые возможности. Потому ищется этот подукт, или другое решение, позволяющее организовать ко-симуляцию любого из доступных Верилогов с HSPICE.

[SM]

вся тройка - Nanosim, XA и HSIM плавно переросли в продукт под названием "CustomSim", который интегрируется с VCS. В закромах не встречал его. Поэтому новостей и нету. Искать надо этот новый продукт.

[v_mirgorodsky]

На eetop.cn говорят, что CustmSIm - это и есть XA. Самая новая версия XA доступная от Синопсис всего на один релиз младше той, что есть в закромах.

Еще ко-симуляцию умеет FineSim Pro двухлетней давности - тоже лежит в закромах. Однако у него серьезные проблемы с лицензиями.

Как бы во всех случаях смущают сравнительно старые версии продуктов, а новых как-то не появляется.

[SM]

На eetop.cn говорят, что CustmSIm - это и есть XA.

Сомнительно, так как первый ответ фака говорит, что это гибрид HSIM, XA и Nanosim - http://www.synopsys.com/Tools/Verification...tomSim-faq.aspx
Хотя, точной информацией не обладаю...

[v_mirgorodsky]

Нашел как запускать XA с VCS. Как оказалось, надо в командной строке указать файлик конфигурации с достаточно простой структурой. На днях попробую, если все получится - выложу какой-нибудь примерчик.

[SM]

Нашел как запускать XA с VCS. Как оказалось, надо в командной строке указать файлик конфигурации с достаточно простой структурой. На днях попробую, если все получится - выложу какой-нибудь примерчик.

О! Это интересно, и очень полезно будет. Я только наносимом в древности симулировался...

[kleverd]

Объединение спайс нетлистов с верилогом по слухам существует в Tanner EDA. Там верилогом можно описать ячейку и симулировать все вместе с обвязкой в спайс симуляторе T-Spice.

Сообщение отредактировал kleverd - Apr 14 2015, 19:52

[Shivers]

А в кэденсе кто нибудь моделировал спайс с верилогом? Я так понимаю, Virtuoso-AMS (бывший ultrasim?) позволяет такое делать.

[Poluektovich]

В cadence Virtuoso ADE есть симулятор ams. Ultrasim - это fast spice симулятор. AMS симулятор базируется на:
analog engine - spectre
digital engine - ncverilog

[Shivers]

AMS позволяет behavioral verilog моделировать? Потому что в доке на ultrasim я вычитал, что он только structural verilog понимает. А у меня сейчас задача - хочу написать тестбенч на поведенческом верилоге, при том что тестируемая схема - спайс-нетлист.

И еще вопрос - AMS какой консольной командой вызывается? У меня пакет MMSIM установлен, но я там пока только спектру и ультрасим вижу. Virtuoso ADE, это другой пакет тулов?

[Losik]

Для смешанного моделирования вам понадобится среда virtuoso и симулятор AMS из пакета INCISIVE, без первого можно обойтись, если у вас есть уже готовый спайс нетлист.
посмотрите примеры в INCISIV/tools.lnx86/amsd/samples если есть готовый спайс нетлист или в
IC6/tools.lnx86/dfII/samples/tutorials/AMS если схема в базе даных кэденса.

UPD: по "behavioral verilog ", AMS позволяет а ultrasim нет. считайте что ultrasim это обычный аналоговый спайс симулятор, без поддержки цифры.
AMS позволяет выбирать аналоговый симулятор, spectre или ultrasim.

MMSIM содержит только аналоговые симуляторы, вам нужен пакет INCISIVE.

[Shivers]

Я так понимаю, если пакет INCISIVE, то используется команда irun с соответствующими ключами, и среда SimVision. Это здорово, меньше разбираться. Спасибо!

[Losik]

Я так понимаю, если пакет INCISIVE, то используется команда irun с соответствующими ключами, и среда SimVision. Это здорово, меньше разбираться. Спасибо!

Да, все верно.

[Shivers]

Losik
Заработало, спасибо!
И еще два вопроса.
1. Можно ли в INCISIVE выводить на вейвформу ток питания, и результаты функций калькулятора как в Virtuoso, - интегрировать ток, считать мощность, и т.д.?
2. Как реализовано управление питанием? Если я хочу его повысить/понизить, задать синусоидой и т.д.

[Poluektovich]

1. Такие функции в simvision недоступны.
2. Можно описать и подключить источник питания на VerilogA. Например, синус
http://www.eda.org/verilog-ams/models/V_sine_generator.va

[Shivers]

Можно описать и подключить источник питания на VerilogA. Например, синус

Спасибо!
У меня питание долго не работало, пока я в amscf.scs не добавил следующие строки:

Код

simulator lang=spice
.global vdd! gnd!
V0 gnd! 0 0
V1 vdd! 0 1

Я правильно понимаю, что источник питания на Verilog-A надо подключать как любой другой модуль, и цепи питания/земли не надо объявлять глобальными?

На Verilog-A я ни разу не писал, поэтому еще вопрос:
Если я включу источник напряжения, за ним нулевой резистор http://www.eda.org/verilog-ams/models/resistor.va , то смогу на verilog-A снимать ток с выводов резистора как I(p,n). И мне для дальнейшего использования надо будет только преобразовать ток в формат real, и можно считать мощность?

[Losik]

Losik
Заработало, спасибо!
И еще два вопроса.
1. Можно ли в INCISIVE выводить на вейвформу ток питания, и результаты функций калькулятора как в Virtuoso, - интегрировать ток, считать мощность, и т.д.?
2. Как реализовано управление питанием? Если я хочу его повысить/понизить, задать синусоидой и т.д.

по первому вопросу я бы не был столь категоричен, выводить вы можете и токи и напряжения. симвизион имеет калькулятор и там есть вкладка analog для манипуляции аналоговыми сигналами.

питание чего? аналога? задаете сами источниками. между цифрой и аналогом стоят интерфейсные элементы(преобразователи написанные на верилог-а) они транслируют аналог в цифру и цифру в аналог.
или вы хотите менять питание на цифре?

на верилоге-а не обязательно писать, все должно измеряться для аналоговой части в тесте. нужно использовать probe.
что-то в виде probe -create -flow -shm -ports top.V0.PLUS
ключи в команде могут быть другие, почитайте мануал

[Shivers]

Спасибо!
Интегрировать я пока не научился (в SimVision калькуляторе такой опции не нашел), но стало понятно, куда копать дальше. Мне нужно считать удельное потребление на операцию в цифро-аналоговом блоке (тестовое окружение на поведенческом верилоге не считается). Думаю, в разрыв питания можно вставить токосъемный резистор 0 Ом, а дальше уже можно что то придумать. Источник на verilog-a я прикрутил - все работает.

[drozel]

А можно ли для этих целей использовать Modelsim? Скармливать ему sdf и нетлист из design compiler?
Уступает ли этот метод тому же vcs?

[Shivers]

Меня здесь интересовало немного другое - аналогово-цифровое моделирование. А Вы про цифровое спрашиваете.
Для цифрового, конечно - менторовский Modelsim/Questa вполне подойдут. Тормознее чем vcs или irun, но для небольших проектов - вполне годятся.

[Shivers]

Ай нид хелп. Опыта совсем мало, столкнулся с проблемой: схема на ~10k транзисторов моделируется 4-6 часов. Использую ключ -fastspice, шаг 1ps/1ns. Как ускорить процесс? Может, минимальный шаг увеличить?
Может быть, можно как то задействовать многоядерность (моделирую в CDS irun/simvision)? Сейчас одно ядро только работает.

И еще вопрос. Если перейти с AMS на просто спайс - быстрее будет моделироваться? Мне бы этого очень не хотелось, поскольку тестбенч написан на верилоге, но ради существенного ускорения я готов пойти на жертвы.

[krux]

схема на ~10k транзисторов моделируется 4-6 часов

это post-layout ?

вобщем-то, альтернатива - это Mentor Analog FastSPICE, но мы его не покупали, поэтому не подскажу.

[Shivers]

это post-layout ?

Нет, это голая транзисторная схема, без паразитов.

[Losik]

Большинство фич для ускорения поддерживаются только в новых версиях INCESIV(например с 13.1)
AMS обычно медленнее чем AS.
Для ускорение моделирования аналоговой части посредством спектры нужно ей передать пару ключей
+aps и +mt=8 это подключит более быстрое ядро для расчетов и распределит на 8 процессоров(можно больше, если позволяют лицензии)
+errpreset= liberal установит низкую точность моделирования, если не хватит то нужно установить moderate или conservative
ncsim -analogControl ./amsControlSpectre.scs -simcompat spectre -spectre_args +aps +errpreset= liberal -spectre_args +mt=8
также точность можно установить передав параметры аналоговому ядру через файл amsControlSpectre.scs
simulator lang=spectre
simulatorOptions options reltol=1e-3 vabstol=1e-6 iabstol=1e-12

или же ввести их в консоли:
ncsim> analog -reltol 0.001
ncsim> analog -vabstol 1m
ncsim> analog -iabstol 1e-12
они влияют на точность моделирования. можно делать так, запустить схему с низкой точностью
ncsim> analog -reltol 0.01
ncsim> run 100 ns
потом, когда в ней все установится, переключиться на большую точность
ncsim> analog -reltol 0.002
ncsim> run 100 ns

можно также использовать UltraSim симулятор(он включен в пакет INCESIV), он позволяет более быстро моделировать смешанные схемы посредством указания точности моделирования для каждого блока в отдельности, также поддерживает в новых версиях опцию +mt.

[Shivers]

Это просто праздник какой то, спасибо!

К многоядерностью не получилось (возможно, лицензия такая, надо выяснить), а вот
ncsim> analog -reltol 0.01
ncsim> run 100 ns
ncsim> analog -reltol 0.002
ncsim> run 100 ns
Это очень мощно помогло!
Скажите, а можно эти команды (analog -reltol, run) вставлять прямо в тестбенч в конструкцию initial begin .. end?

[Losik]

>>К многоядерностью не получилось
тут проблема или в лицензии(посмотрите лог лиц сервера) или в версии программы.

>>Скажите, а можно эти команды (analog -reltol, run) вставлять прямо в тестбенч в конструкцию initial begin .. end?
этого не знаю, задавал только через файл или через консоль.

[Shivers]

Еще вопрос.
Питание я задаю в amscf.scs с помощью конструкции
amsd{
ie vsup=1
}

А как задать температуру? И можно ли как то менять Process?

[psygash]

В amsControlSpectre.scs задается:
simulatorOptions options temp=27.0 tnom=27 scale=1.0 scalem=1.0 \
reltol=100e-6 vabstol=1e-6 iabstol=1e-12 homotopy=all limit=delta \
gmin=1e-12 rforce=1 maxnotes=5 maxwarns=5 digits=5 pivrel=1e-3 \
checklimitdest=psf

Process в смысле модели?

как include их делайте

[Shivers]

simulatorOptions options temp=27.0 tnom=27

Здорово, спасибо! Помогло.
Про Process ерунду спросил, сорри. Забыл, что модели для разных углов есть.