半导体企业EDA仿真平台组成&计算分析及配置推荐 原创

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模块

主要任务

典型软件

使用阶段

1

架构与系统建模

高层次抽象、算法验证

Synopsys Platform Architect, MATLAB/Simulink, SystemC

早期系统级设计

2

功能仿真(RTL模拟)

验证功能正确性

Synopsys VCS, Cadence Xcelium, Mentor Questa

RTL设计阶段

3

形式验证

无需激励验证，检查设计等价性/属性

JasperGold (Cadence), VC Formal (Synopsys)

RTL阶段

4

逻辑综合

RTL → 门级电路

Synopsys Design Compiler, Cadence Genus

综合阶段

5

时序仿真（STA）

静态时序验证

Synopsys PrimeTime, Cadence Tempus

综合后/布局后

6

功耗仿真

动态/静态功耗分析

PrimePower, PowerArtist, Voltus

综合后、布局后

7

仿真驱动的布局布线(Place&Route)

实现后端物理结构

Synopsys IC Compiler II, Innovus

后端实现

8

电磁/信号完整性仿真

IR drop, Crosstalk, EMI/EMC分析

RedHawk (Ansys), Voltus, Totem

后端验证

9

可靠性仿真（DFM）

工艺可制造性、电迁移、热分析

Calibre (Mentor), Pegasus

签核前

10

功能/时序仿真（门级）

Gate-level仿真验证功能/时序

VCS、Xcelium、Questa（支持GLS）

Tape-out 前

模块

核心算法

计算特点

架构建模

SystemC仿真、行为建模

单线程为主、轻计算

功能仿真

事件驱动仿真、编译仿真（编译+模拟）

大规模波形数据、需要高IO带宽、高频编译+仿真轮转

形式验证

SAT/SMT求解、符号执行

内存密集、对多核支持有限（部分并行）

逻辑综合

栅级映射、优化、逻辑等价

多核并行性一般，主要依赖单核性能

STA

时序传播、路径分析、主路径查找

多线程支持中等，内存占用高

功耗分析

动态切换率计算、功耗建模、矢量传播

大量VCD/FSDB文件处理、高IO、高内存

布局布线

遍历+启发式+SAT约束优化

并行支持好（尤其是IC Compiler II）

电磁/热仿真

FDTD/FEM/矩量法、电流网络求解

可GPU加速（Redhawk SC）、内存消耗大

版图DRC/LVS

几何布尔操作、图匹配

Calibre/PEGASUS支持并行/分布式计算

门级仿真

时序精确仿真、事件驱动调度

IO压力高、大波形文件、高并发仿真

类型

推荐配置

单机开发工作站

16~32核CPU、128GB RAM、2TB NVMe SSD、RTX A6000（支持GUI仿真可视化）

仿真专用服务器节点

32核、512GB RAM、4TB+ SSD + 高速网络

并行仿真集群

4~32节点、共用NFS/Lustre分布式存储、集群调度器LSF或SLURM

软件

并行方式

加速支持

Synopsys VCS

多波形并行、VCS-MX分布式仿真

CPU集群并行

Cadence Xcelium

多线程仿真、多DUT并行仿真

多核CPU

PrimeTime

多路径并行时序分析

支持多核但效率有限

Calibre

分布式规则分区

LSF/SLURM 并行计算

Redhawk-SC

支持GPU加速、分布式电源网络分析

NVIDIA GPU

PowerArtist

多线程并行波形处理

多核CPU