Voltus IC Power Integrity Solution

Cadence^® Voltus^™ IC Power Integrity Solution 是一个独立且云就绪的全芯片单元级功率签核工具，在电能输送网络 (PDN) 或芯片电源网格上提供准确、快速、大容量的分析和优化技术。Voltus 工具使设计人员能更深入理解电源网格强度，并对 IC 芯片功率、IR 压降电迁移 (EM) 约束和违规 (EM-IR) 进行调试、验证和修复，因而具有特殊价值。该工具的典型用途包括但不限于：

• 全芯片电阻网络分析，包括基于单元的有效电阻 (Reff) 和最小电阻路径 (Rlrp) 的电阻分析
• 功耗的计算和分析，包括漏电（leakage）、转换（internal）以及开关（switching）功耗
• EM 和 IR-drop的分析和优化，包括全芯片信号的电迁移 (SEM)
• 从芯片到封装，再到PCB来分析功耗对设计收敛的影响
• ESD 保护电路的分析和优化
• 针对FinFET工艺的特性进行分析，诸如自热效应 (SHE) 和基于统计学的电迁移预估 (SEB)/失效时间 (FIT) 计算等

大容量和高性能的大规模并行执行能力

Voltus 解决方案的核心是其大规模并行执行算法；这些算法可以在一台机器上以多线程方式运行，也可在私有云或公共云环境中分布在多台机器上运行。此类并行执行运算适用于电源签核运行的所有主要步骤——不仅适用于实例单元的功耗计算、供电网络的参数提取、图形化界面显示等，更重要的是还适用于高度耦合的电源网络仿真中的矩阵求解。它将独特的自动建构校正技术(correct-by-construction)使用在类似 SPICE 的矩阵方程中，保证了 Voltus 分布式处理 (Voltus-DP) 解决方案可以实现下列优势：

• 不论分配到多少台机器，结果都一致且精准
• 随着CPU/机器数量的增加，性能、存储器占用量和容量几乎呈线性扩展

先进的电源网络仿真技术

为了满足当下的设计要求，Voltus解决方案支持各种电源网络仿真方法和流程：

• 静态分析和动态分析
• 无向量分析（包括状态传播算法）
• 基于向量（vector-based）的分析，支持门级/RTL级的VCD/FSDB输入文件，以及测试扫描模式（test scan mode）等。
• 物理感知的电源密度（热点）向量分析（vector profiling）
• 将门级/RTL级向量和无向量结合起来的混合、模型混合分析
• 将向量直接链接到 Cadence Palladium^® (PHY) 和 Xcelium^™ (SHM) 平台

Cadence 数字设计全流程，确保快速且高质量的设计收敛

Voltus IC Power Integrity Solution 是一款独立的电源签核工具，在与其他关键产品（包括 Cadence Innovus Implementation System^™ 和 Cadence Tempus Timing Signoff Solution^™ ）高度集成的全流程环境中使用时，可以带来更大的生产率提升，实现业界最快的设计收敛技术。这种集成使布局布线流程中的设计实现、时序优化，以及 IR-drop分析之间得以进行交互，并在设计实现阶段提前解决潜在的电源签核问题。这样就可及早进行预防、修复或优化，从而避免了签核阶段复杂且昂贵的设计修复或更改。这些备受欢迎的功能包括：

• 在布局布线设计的早期进行电源网络分析 (ERA)
• IR-drop感知的Placement-driven hotspot修复
• 应用Tempus ECO进行时序感知的 IR-drop hotspot修复
• 信号电迁移违规的识别和修复
• 电源网络的优化，包括金属修整（metal trimming）和电源开关修整（power switch trimming）
• 在时钟抖动分析中实现可感知IR-drop的Tempus STA功能
• 去耦电容（De-coupling Cap）的分析与优化
• 电源开关分析，包括浪涌电流（in-rush current）和开关启动时间（turn-on time）

用于模拟与混合信号 SoC 设计的综合电源签核解决方案

Cadence Voltus-Fi Custom Power Integrity Solution 是一款晶体管级 EMIR 分析工具；该工具经晶圆代工厂认证，可达到 SPICE 级精度，并且可以对电源网络进行宏建模（macro modeling）；与此工具配合使用时，平台可以在模拟混合信号设计中加快电源签核与总体设计收敛过程：

• 该解决方案集成在 Cadence Virtuoso^® 平台中，可与 Quantus^™ Extraction Solution 配合使用用于寄生提取，以及与 Spectre^® 配合使用用于 EM-IR 仿真
• 通过电源网络视图 (PGV) 宏建模方式，把晶体管/IP 放在 Voltus 解决方案中进行分析，以实现全芯片电源签核

 芯片-封装-板级协同分析

在和 Cadence Sigrity^™ 技术一同使用时，Voltus-Sigrity封装分析 (Voltus-Sigrity PA) 可以在芯片-封装-PCB上对电源网络进行精确的协同分析：

• 封装模型来自 Sigrity XtractIM^™ 工具，用 Voltus 解决方案对芯片电源进行签核；模具模型来自 Voltus 解决方案，自 Sigrity PowerDC^™ 工具对封装电源进行签核
• 芯片上的电源分布功能来自 Voltus 解决方案，可使用 PowerDC 工具进行热分布（thermal distribution）分析