System Analysis Knowledge Bytes: Sigrity Xによる次世代シグナル/パワーインテグリティソリューション

12 Jan 2022 • 1 minute read

System Analysis Knowledge Bytesブログシリーズでは、Cadence®が提供するシステム解析ツールの機能と可能性について説明しています。このシリーズは、この分野での役立つ機能等に関する学識を提供することに加えて、システム解析に関連する知識と経験を共有するブロガーと専門家の意見を広くお伝えすることを目的としています。

1965年、ゴードンムーアは、半導体産業の将来を予測しながら、高密度集積回路 (IC) 内のトランジスタ数が2年ごとに2倍になるという興味深い観察を行いました。数十年後、ムーアの法則としても知られるこの予言は、多くのデザイン革新を形作りました。ただし、デザインが縮小し続けることで、その複雑性は継続的に増大の一途をたどっています。

今日、解析エンジニアが直面している課題には、1つの基板や1つのパッケージの問題だけでなく、複数基板のシステム全体にも関係しています。これらの設計上の課題を処理するための主要な方法論は、システムレベルのシグナル/パワーインテグリティ (SI / P) ソリューションになります。

Cadenceは、これらのシステムレベルの解析問題を、前例のない速度と精度で解決するという取り組みの中で、次世代のシグナル/パワーインテグリティ（SI / PI）ソリューションであるCadence® Sigrity^TM Xを導入しました。Sigrity Xは、システムレベル解析のための新しい強力なシミュレーションエンジンを備えており、Cadence Clarity^TM 3D Solverの革新的な大規模分散アーキテクチャを備えています。

Sigrity X製品ポートフォリオ

Sigrity Xは、パラレルバス解析やPI解析を含めたシステムレベルのシミュレーションを構築するためのツールのフルセットに含まれています。次の図は、Sigrity X製品ポートフォリオの概要を示しています。:

IBIS Modeling	Cadence Sigrity Advanced IBIS Modelingソリューションは、正確かつ効率的で、配布可能な入出力 (I/O) デバイスモデルを作成する機能を提供します。 Advanced IBIS Modelingソリューション下で、Sigrity Xは、正確なフルバスシミュレーション機能を提供するSigrity Transistor-to-Behavioral Model Conversion (T2B) ソリューションとSerDes (Serializer / Deserializer) およびメモリインターフェイスデバイスをモデル化するSigrity AMI Builderテクノロジーを提供します。
Interconnect Extraction	Sigrity XcitePI Extractionは、電力供給ネットワーク (PDN) システムと高速I/Oの設計と検証に使用できます。チップのダイ再配線層 (RDL) のモデルを生成し、IOセルとパッケージへの接続を相互接続します。詳細なモデル生成には、Sigrity PowerSIおよびSigrity XtractIMテクノロジーがあります。更に、より詳細なモデル生成が必要な場合には、圧倒的な速度/容量をもつClarity 3Dソルバーを使用して、フルウェーブSパラメータモデルを生成できます。
Signal Integrity	シグナルインテグリティには、シリアルリンク/パラレルバス解析用のSigrity SystemSIテクノロジーと、有限差分時間領域 (FDTD) 解析用のSPEEDEMテクノロジーがあります。
Power Integrity	パフォーマンス/コストの最適化や信頼性の高い電力供給のために、Sigrity OptimizePIやSigrity PowerDCなどのパワーインテグリティツールがあります。

さらに、Sigrity XはClarity 3D Solverと同期して動作し、Cadence Allegro® PCB DesignerおよびAllegro Package Designer Plus実装ツールと緊密に統合されています。 PCBおよびICパッケージのレイアウト設計者は、このセットアップを活用して、SI / PIサインオフを成功させるために、エンドツーエンドのマルチファブリック, マルチボードシステム解析を組み込むことができます。

Sigrity Xとは?

パフォーマンスの向上

Sigrity Xのコアである分散コンピューティングのおかげで、同じ信頼できる精度を維持しながら、SIとPIの問題に迅速に対応することができます。以前、Voltus^TM IC Power Integrity Solution、Clarity 3D SolverおよびCelsius^TM Thermal Solverの中でテストされたSigrityエンジンは、Sigrity Xとして再設計されました。シミュレーションを2台以上のコンピューターに分散する機能により、大規模な信号グループをショートカットしたワーストケースのみの信号シミュレーションと同様の時間枠で解析できます。

以下の比較表は、分散コンピューティング、コードリファクタリング、およびマルチスレッドコンピューティングによるSigrity PowerSI、PowerDC、XtractIM、およびOptimizePIの劇的なパフォーマンスの向上をまとめたものです。

すべてのSigrity Xツールは、より高速なシミュレーションを報告しますが、更にCPUコアを追加すると、パフォーマンスが最大10倍向上します。

合理化されたユーザーインターフェイス

Sigrity Xでは、Sigrityユーザーインターフェイスが大幅に刷新され、製品ポートフォリオのツールが統一されたグラフィカルユーザーインターフェイス (GUI) に移行され、共通の一貫したユーザーエクスペリエンスが実現しました。これらのツールは、Microsoft WindowsとLinuxの両方のオペレーティングシステムをサポートしています。

さらに、すべてのワークフローは、Layout Workbenchと呼ばれる同じ環境に移行されているため、エンジニアは各ツールを個別に開くことなく、あるツールから別のツールに簡単に切り替えることができます。Layout Workbenchは、明るいテーマと暗いテーマの両方をサポートしており、テーマの切り替えは可能です。

Sigrity Xでは、すべてのシミュレーションタイプのデータが、単一の.spdファイルに移行されているため、マシン間でのシミュレーションファイルのコピーまたは移動がはるかに簡単になり、同じファイル内で複数のシミュレーションタイプをサポートできます。

シグナルインテグリティの改善

Allegroキャンバスは、Sigrityエンジンを使用して、従来のSI / PI解析を提供します。 Allegroデザインキャンバス内でSigrity Auroraは、プロトタイピング、トポロジー抽出、クロストークおよび反射解析、IRドロップ、インピーダンス、結合、およびリターンパスシミュレーションのための使いやすいワークフローへのアクセスを提供します。 PCBレイアウト設計者は、設計サイクルの早い段階で問題を見つけ、ツールを切り替えることなく設計を編集することにより、設計をスクリーニングし、設計プロセスを合理化できます。

ここでは、Sigrity Xの機能概要をまとめました。これからもCadence SigrityとSystems Analysisの世界で何が新しくなったのかを探求し続けていきます。これからも楽しみながら読んで頂ければ幸いです！

Deepti Kamal