第128章 “盤古”再突破 - 邏輯綜合的曙光

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    就在啟明芯的最高決策層為如何有效利用洶湧而來的現金流而進行戰略擘畫的同時,公司內部那支肩負著“核武器”研發重任的“盤古”eda團隊,再次傳來了令人振奮的突破性進展!這一次,他們攻克的目標,是比布局布線p&r)更靠前、同樣被視為eda流程“三大支柱”之一的核心環節——邏輯綜合ogic syntog或v)編寫的、描述電路邏輯功能的rt寄存器傳輸級)代碼,自動地、優化地轉換為由與門、非門、或門、觸發器等基本邏輯單元standard ces)組成的門級網表gateeve ist)的過程。這個過程的質量,直接決定了最終芯片的性能速度)、功耗和麵積成本)——也就是業界常說的ppaperforance, poer, area)。長期以來,邏輯綜合市場幾乎被synopsys公司的旗艦產品design pierdc)所壟斷,其技術壁壘之高,算法之複雜,令無數試圖挑戰者望而卻步。
    然而,李誌遠和他的“盤古”團隊,在成功突破p&r引擎之後,並未滿足於現狀。在林軒“必須掌握全流程核心工具”的戰略指引和充足資源支持下,他們迅速將下一個主攻方向,鎖定在了邏輯綜合這一同樣關鍵的領域。為此,團隊內部專門成立了一個由那位從synopsys挖來的資深架構師領銜、並配備了多位在布爾邏輯優化、技術映射、時序分析等方麵有深厚積累的博士和工程師組成的“邏輯綜合攻堅小組”。他們為這個新的引擎,起了一個同樣富有神話色彩的代號——“女媧”nua),寓意著如同女媧造人般,將抽象的邏輯代碼“創造”為具體的門級電路結構。
    “女媧”引擎的研發,挑戰甚至比p&r更大。它不僅需要處理極其複雜的布爾代數運算和圖論算法用於邏輯優化和技術映射),還需要與工藝庫tegy ibrary,包含了標準單元的物理和時序信息)緊密結合,並且要能夠準確地預測和優化電路的時序需要內置一個高效的靜態時序分析引擎)。
    林軒再次發揮了他“先知”般的作用。他不僅為團隊指明了幾個關鍵的算法方向例如,建議他們研究當時還比較前沿的“基於重寫規則的邏輯優化”reriteization)和“考慮物理實現的綜合”p synter早期版本中的優化“盲點”比如在處理某些複雜的算術邏輯或低功耗設計意圖時,dc的優化效果可能並非最優)。
    “女媧”團隊的成員們,在這些極具價值的“提示”下,如同被打通了任督二脈,研發思路豁然開朗。他們夜以繼日地進行著算法設計、編碼實現和測試驗證。他們將啟明芯內部正在進行的幾個預研項目如“啟明三號”的部分模塊)的rt代碼作為測試案例,反複地用“女媧”原型引擎進行綜合,並將結果與最新版本的design pier進行詳細的對比分析。
    過程充滿了艱辛和挫敗。有時,“女媧”綜合出來的網表邏輯功能是錯誤的;有時,雖然功能正確,但ppa指標卻被dc遠遠甩開;有時,在處理某些特殊的veriog語法或設計約束時,引擎會直接崩潰……每一次失敗,都意味著需要重新審視算法、重構代碼、進行更深入的調試。
    但團隊並沒有氣餒。李誌遠和那位前synopsys架構師以身作則,帶領大家攻克了一個又一個技術難關。林軒也常常在深夜來到eda中心,和大家一起分析問題,提供思路。
    終於,在2001年的金秋時節,經過近一年的艱苦奮戰,“女媧”邏輯綜合引擎的原型可能還隻是v0.8版本),在處理幾個內部的關鍵測試模塊例如,“啟明三號”中一個複雜的音頻處理dsp核心的rt代碼)時,取得了令人矚目的突破!
    在一個內部技術評審會上,負責“女媧”項目的架構師激動地向林軒、李誌遠以及技術委員會的其他成員展示著對比測試結果:
    “……對於這個五萬門規模的音頻dsp核心,使用相同的設計約束時序、功耗、麵積)和相同的0.25微米工藝庫他們已經開始為下一代工藝做準備了),design pier最新版本綜合後的結果是:關鍵路徑延遲3.5納秒,總麵積0.8平方毫米,動態功耗15毫瓦。”
    他深吸一口氣,切換到下一頁ppt,上麵是“女媧”引擎的綜合結果:
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    “而使用我們的‘女媧’v0.8引擎,綜合後的結果是:關鍵路徑延遲3.4納秒比dc快了約3)!總麵積0.75平方毫米比dc小了超過6)!動態功耗13毫瓦比dc低了超過13)!!”
        這證明了,啟明芯自研的邏輯綜合引擎,在核心算法和優化能力上,已經具備了與世界頂級商業工具一較高下的實力!甚至在某些方麵如此案例中體現出的低功耗優化能力,這恰恰是林軒當初“提示”的dc可能存在的弱點之一)已經實現了超越!
    “太……太驚人了!”顧維鈞這位一向沉穩的模擬專家,也忍不住發出了讚歎,“邏輯綜合的難度比p&r有過之而無不及!你們能在這麽短的時間內做到這個程度,簡直是奇跡!”
    陳家俊更是興奮地拍著李誌遠的肩膀:“誌遠!你們eda團隊真是我們啟明芯的寶貝啊!有了‘女媧’,我們以後設計芯片就更有底氣了!成本能降,性能能升,功耗還能更低!”
    李誌遠臉上也洋溢著難以抑製的自豪和喜悅,但他保持著冷靜:“這還隻是初步的原型驗證結果。距離‘女媧’能夠真正成熟穩定地應用於所有項目,還需要大量的測試、優化和功能完善工作。而且,我們還需要開發相應的形式驗證工具來確保綜合前後邏輯功能的一致性。”
    林軒微笑著點點頭:“誌遠說得對,成績值得肯定,但我們不能驕傲自滿。邏輯綜合是eda流程的重中之重,‘女媧’的突破為我們後續打造全流程自主工具鏈奠定了堅實的基礎。下一步,要繼續投入資源,提升‘女媧’的魯棒性、易用性,並盡快將其與‘盤古’p&r引擎進行協同優化,探索‘物理綜合’p synthesis)等更先進的設計方法學。”
    他看向在場的所有技術負責人:“‘盤古’的p&r,‘女媧’的綜合,再加上我們正在預研的sta和形式驗證……我希望,在未來兩到三年內,啟明芯能夠真正擁有一套屬於自己的、從rt到gdsii的全流程、高性能、智能化的數字芯片設計平台!到那時,我們的研發效率和技術壁壘,將是任何競爭對手都無法企及的!”
    “盤古”p&r引擎的小試牛刀,再加上“女媧”邏輯綜合引擎的曙光初現,標誌著啟明芯在自主eda這條最艱難但也最具戰略價值的道路上,再次邁出了堅實而關鍵的一大步。自研核心工具帶來的“效率革命”,正開始從後端物理實現向上遊前端邏輯設計滲透,其產生的“化學反應”和“疊加效應”,將為啟明芯未來的技術爆發和市場擴張,注入源源不斷的、獨一無二的核心動力。
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