Start Your Engines: ミックスシグナル・ビヘイビア・モデリングのレビューとコーチング

23 Jan 2023 • Less than one minute read

Cadence® Spectre® AMS Designer は、高いパフォーマンスのミックスシグナル・シミュレーション・システムです。複数エンジンの使用や、さまざまなプラットフォームから実行できる機能により、ミックスシグナル・デザイン検証を「活性化」し、市場競争でチェッカーフラッグを受けることができます。Start Your Engines! ブログ・シリーズは、シミュレーションのパフォーマンスをチューンアップし、生産性向上に役立つヒントと洞察を提供します。

こんにちは！

この投稿では、AHDL Linterユーティリティがモジュールのアナログ・ビヘイビア・コードをチェックし、Verilog-AMS、Verilog-A、SystemVerilog-AMS、およびVHDL-AMS言語のコードが引き起こす、Spectre AMS Designerシミュレーション速度を低下させる可能性のあるミスをハイライトする方法について説明します。また、適切なコードの変更も提案されます。

アナログ・ミックスシグナル言語

Spectre AMS Designerシミュレータは、４つのAMS言語を使用できます：

Verilog-AMS, Accelera標準
Verilog-A, Verilog-AMSのアナログ・サブセット
SystemVerilog-AMS （Cadence実装）
VHDL-AMS, IEEE標準

これらの言語は強力で柔軟性があり、トランジスタ・レベルの実装なしで複雑なシステムをシミュレートできる、読みやすいコードを持つカスタマイズされたビヘイビア・モデルを作成できます。これらのモジュールのアナログ・ブロックは、非線形微分方程式を解くアナログ・ソルバで計算されます。派生計算は自動的に行われます。これがこれらの言語の美しさです。

ビヘイビア・モデリングのトラップ

残念ながら、これらの言語の使用には落とし穴があります。たとえば、タイムステップのリジェクションに対して、コードが非常に小さなブレークポイントを引き起こすことがあります。コンダクタンスの不連続性も、ニュートン収束の失敗を引き起こす可能性があります。

AHDL Linterは、このような場合でシステムのエキスパートとして導入できます。

このエキスパート・システムはどのように作成され、どのように機能しますか?

Cadenceには、大学でビヘイビア・モデリングを教え、アナログおよびミックスシグナルのビヘイビア・モデリングとシミュレーションで30年以上の経験を持つエキスパートとエンジニアがいます。これらのエンジニアは、設計者がVerilog-AMS、Verilog-A、SystemVerilog-AMS、およびVHDL-AMSビヘイビア・モデルでモデリング・コードの問題を特定するのを継続的にサポートします。この知識に基づいて、エキスパート・システムの王者がSpectre AMS Designer Simulatorに実装されました。これをAHDL Linterと呼びます。

2つの動作があります。

スタティックなLinterは、コードを読み取り、コンパイル段階でコードを解析します。シミュレーションの前で潜在的な問題を検出します。これらの問題は、コード・ファイル名、コード行、および詳細な構造体で報告されます。
ダイナミックなLinterは、シミュレーション中にすべてのビヘイビア・コード・インスタンスの動作を連続的に解析します。問題が検出された場合は、すぐにユーザーに報告されます。

AHDL Linterが検出できる問題は?

AHDL Linterは、潜在的な収束またはパフォーマンスの問題につながる可能性のあるコードの使用を検出できます。下記の表では、各言語でサポートされているLinterのタイプを示しています。

使い方

AMS Options フォームの Miscellaneous タブにある Linter check チェック・ボックスを on にすることで、コンパイルまたはシミュレーション中にAHDL Linterを有効にすることができます。

または、下記の図に示すように、xrun コマンドに -spectre_args "-ahdllint" を使用して、AHDL Linterを有効にします。

問題が検出された場合、下図に示すようにワーニング・メッセージが表示されます。

Linuxプログラム・ユーティリティ ahdlhelp を使用して、AHDL Linterによって報告されるさまざまなメッセージに関する拡張ヘルプを表示できます。拡張ヘルプを表示するには、AHD Linter ID番号を引数として指定します。アプリケーション・ユーティリティ ahdlhelp AHDLLinterID を起動することもできます。コーディング・スタイルの問題と可能なコード改善について報告します。ahdlhelp は、コードエラーの例と推奨される修正を出力します。

利点

使いやすさ
Virtuosoおよびその他のコマンドライン・フローに統合
Verilog-AMS、Verilog-Aモジュール、SystemVerilog-AMSコネクト・モジュール、およびVHDL-AMS entitiesまたはarchitecturesをインスタンス化するシンプルまたはコンプレックスなテストケースに対応
生産性: ファイルパス、モジュールのビヘイビア・コード行、および問題を引き起こす可能性のある構造体をハイライト表示します。
自動化: テストケース内のAMSモジュールによってインスタンス化されたすべてのビヘイビア・コードを自動的にチェックします。
効率: 統合されたダイナミックAHDL Linterは、シミュレーションを遅くしているコード構造体を特定します。
改善: 特定された問題ある可能性のコードに対して複数のソリューションを提供します。

結論

Spectre AMS Designer Simulatorに統合されたAHDL Linterを使用して、Verilog-AMS、Verilog-Aモジュール、SystemVerilog-AMS、およびVHDL-AMSビヘイビア・コードをチェックして改善します。これは非常に簡単です。

設計者は、AHDL Linterを使用してビヘイビア・モデルを解析およびチェックできます。また、モデルの精度、再利用性、および移植性を改善するための可能なコード変更も提案します。AHDL Linterメッセージは、モジュールを改善できる場所と方法を説明します。

シミュレーションを行った設計者やCADエンジニアから、優れたフィードバックが寄せられています。彼らはビヘイビア・コードの問題を発見し改善して、最終的に検証をスピードアップすることができました。

今、あなたが自分で試したいと思っていることを期待しています！詳細が必要な場合は、ケイデンスサポートチームにお問い合わせください。

Start Your Enginesについて

Start Your Enginesシリーズでは、AMS Designerの新機能の紹介、既存機能の強化のためのヒントなど、さまざまなトピックについて、アナログ／ミックスシグナル分野の専門家がブログ記事をお届けしています。

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- Andre Baguenier
- Translator: Hemin Wang

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