Введение

База данных для автоматизированного проектирования электроники

База данных EDA – это база данных, специализированная для задач автоматизированного проектирования электроники. Эти специализированные базы данных необходимы, поскольку базы данных общего назначения исторически не обеспечивали достаточной производительности для приложений EDA. При анализе баз данных проектирования EDA полезно рассмотреть архитектуру инструментов EDA, чтобы определить, какие компоненты следует считать частью базы данных проектирования, а какие – уровнями приложения. Помимо самой базы данных, для полноценного приложения EDA требуется множество других компонентов. С базой данных связаны одна или несколько языковых систем (которые, хотя и не являются непосредственной частью базы данных, используются приложениями EDA, например, для параметрических ячеек и пользовательских скриптов). Над базой данных строятся алгоритмические движки, входящие в состав инструмента (например, движки анализа временных характеристик, размещения, трассировки или моделирования), а верхний уровень представляют собой приложения, созданные на основе этих компонентных блоков, такие как планировка размещения элементов. Область применения базы данных проектирования включает в себя сам проект, библиотечную информацию, технологическую информацию и набор средств преобразования форматов данных, таких как Verilog и GDSII.

Базы данных о зрелых проектах

В индустрии EDA существует множество зрелых баз данных проектирования, которые используются как основа для коммерческих EDA-инструментов, так и для проприетарных EDA-инструментов, разрабатываемых CAD-подразделениями крупных компаний-производителей электроники. За последние 20 лет IBM, Hewlett Packard, SDA Systems, ECAD (ныне Cadence Design Systems), High Level Design Systems и многие другие компании разработали специализированные базы данных EDA, которые и сегодня служат основой для систем проектирования интегральных схем. Многие из этих систем успешно воплотили в жизнь идеи, полученные в результате университетских исследований. Большинство зрелых баз данных проектирования достигли такого уровня развития, что способны представлять данные netlist, данные трассировки и связи между ними. Они имеют иерархическую структуру, что обеспечивает возможность повторного использования и упрощает проектирование небольших схем. Они поддерживают различные стили трассировки – от цифрового и чисто аналогового до множества стилей смешанного сигнального проектирования.

База данных дизайна OpenAccess

Учитывая важность единой базы данных проектирования в индустрии EDA, была сформирована Коалиция OpenAccess для разработки, внедрения и поддержки базы данных проектирования EDA с открытым исходным кодом и совместным управлением. Модель данных, представленная в OA DB, обеспечивает унифицированную модель, которая в настоящее время охватывает структурное RTL-описание, масковые данные уровня GDSII, а теперь и данные для ретикул и кремниевых пластин. Она предоставляет достаточную функциональность для поддержки данных цифрового, аналогового и смешанного сигнального проектирования. В ней содержатся технологические данные, позволяющие выразить правила проектирования технологических процессов литографии с нормами не менее 20 нм, определения слоев и их назначения, используемых в проектировании, определения переходных отверстий (VIAs) и правил трассировки, определения рабочих точек, используемых для анализа, и многое другое. OA активно использует методы сжатия данных, специфичные для интегральных схем, для уменьшения объема занимаемой памяти и решения проблем с размером, емкостью и производительностью предыдущих баз данных. Несмотря на то, что название может подразумевать обратное, данному формату файла не существует общедоступной реализации или спецификации – они являются исключительной собственностью членов Коалиции OpenAccess.

MDX C-API

По просьбе крупных клиентов, таких как Texas Instruments, компания Avanti выпустила MDX C API в 1998 году. Это позволяет разработчикам САПР этих клиентов создавать плагины, добавляющие пользовательскую функциональность в инструменты Milkyway (преимущественно Astro). MDX обеспечивает достаточно полный доступ к топологическим данным в Milkyway, но не поддерживает данные о времени задержки или паразитных емкостях и сопротивлениях.

Сокол из Ментора

Еще одна важная база данных для разработки — Falcon, от Mentor Graphics. Эта база данных была одной из первых в отрасли, написанных на C++. Подобно тому, как Milkyway является основой для продуктов Synopsys, Falcon представляется стабильной и зрелой платформой для интегральных схем (IC) от Mentor. Однако, поскольку исходный код закрыт, сложно говорить о ее характеристиках или производительности в сравнении с другими отраслевыми стандартами.

База данных Магмы

База данных Magma Design Automation – это не просто формат диска с API, а целая система, построенная вокруг их базы данных как центральной структуры данных. Поскольку детали системы не являются публично доступными, прямое сравнение функциональности или производительности невозможно. Анализ возможностей инструментов Magma позволяет предположить, что эта база данных обладает функциональностью, схожей с OpenAccess, и может быть способна представлять поведенческую информацию (входные данные для синтеза).