并行电路仿真,我们能受益多少?

要实现电路仿真的加速可以从硬件架构以及模型两方面着手。对于硬件架构,有两种选择:(1)多核(MPU)-多指令多数据架构;(2)图片处理器(GPU)-单指令多数据架构。而对于模型,也有两种选择:(1)FastSPICE;(2)SPICE,采用相同的算法但修改以适用于并行计算。

IC皆是由晶体管构成的,但是模拟和数字在电路仿真中所关注的点不同,对于模拟,关注的是电压和电流;对于数字,关注的是抽象的1和0。模拟和数字的CAD方式也不同,对于模拟,设计人员设计电路,使用SPICE来验证;对于数字,逻辑综合工具基于标准单元库来生成电路;对于混合信号电路,使用SPICE-Verilog(AMS)。

SPICE的解算分有两部分:非线性器件模型和非线性常微分方程。对于前者,有偏微分dI/dV(Y矩阵);属于浮点密集运算;矩阵负载瓶颈;随着电路器件增加,呈线性增加(器件)。对于后者,转化为稀疏线性方程解,属于内存密集;随着电路器件增加,呈超线性增加(方程)。

目前的IC设计方法:(1)基于工艺角的分析,NMOS和PMOS的最佳最差情况,典型有FF,SS,FS,SF;蒙特卡洛统计分析,全局和局部的关键参数;减少样本的蒙特卡洛,覆盖分析的末端;独立仿真,对于N个处理器对于加速和效率会有N倍的提升。

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