在異構(gòu)集成的芯片設(shè)計(jì)中，跨時(shí)鐘域信號(hào)傳輸引發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)問(wèn)題已成為流片失敗的核心誘因。據(jù)EDA行業(yè)相關(guān)權(quán)威報(bào)告指出，現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)中91%的芯片需協(xié)調(diào)兩個(gè)及以上異步時(shí)鐘域，而近25%的流片失敗案例直接源于跨時(shí)鐘域路徑缺陷。隨著AI大算力芯片的演進(jìn)，千級(jí)時(shí)鐘域網(wǎng)絡(luò)與定制化同步器的復(fù)雜性，使得傳統(tǒng)檢查工具面臨漏檢率攀升、誤報(bào)率居高不下的技術(shù)瓶頸。

From: Siemens EDA 2020 Wilson Research Group functional verification study

國(guó)微芯正式推出首款芯天成?形式驗(yàn)證平臺(tái)跨時(shí)鐘域檢查工具——EsseCDC。該產(chǎn)品以動(dòng)態(tài)時(shí)鐘傳播算法破除時(shí)鐘域規(guī)模壁壘，通過(guò)時(shí)序元件反向推導(dǎo)自動(dòng)構(gòu)建完整時(shí)鐘傳播路徑；借力同步器語(yǔ)義解析引擎解構(gòu)多級(jí)同步鏈與定制化結(jié)構(gòu)（如脈沖FIFO的使能路徑約束、異步握手的請(qǐng)求-響應(yīng)時(shí)序）；并運(yùn)用形式化亞穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模型，突破傳統(tǒng)靜態(tài)分析與仿真的局限，動(dòng)態(tài)捕獲并精確分析時(shí)鐘域同步中的亞穩(wěn)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

痛點(diǎn)鎖定：三大跨時(shí)鐘域驗(yàn)證危機(jī)

現(xiàn)代芯片設(shè)計(jì)正面臨三大跨時(shí)鐘域驗(yàn)證危機(jī)：

• 域規(guī)模失控：復(fù)雜芯片中異步時(shí)鐘域已成為普遍存在，但傳統(tǒng)工具難以充分管理時(shí)鐘路徑，導(dǎo)致關(guān)鍵路徑遺漏風(fēng)險(xiǎn)高；
  

• 同步器深度危機(jī)：日益復(fù)雜的同步結(jié)構(gòu)顯著增加了驗(yàn)證誤報(bào)率，增加了工程辨別成本；
  

• 定制結(jié)構(gòu)失效：脈沖FIFO/異步握手等動(dòng)態(tài)語(yǔ)義約束超規(guī)則庫(kù)覆蓋。

三者疊加，極大推升流片失敗率，跨時(shí)鐘域信號(hào)如同精密齒輪中的“關(guān)鍵齒牙”，毫厘之失足以崩壞全局時(shí)序。

破局之道：三階技術(shù)引擎重構(gòu)跨域驗(yàn)證范式

技術(shù)研新——算法突破傳統(tǒng)能力邊界

1.智能時(shí)鐘傳播引擎：自動(dòng)化識(shí)別，確保時(shí)鐘域完整性與規(guī)則覆蓋全面性

傳統(tǒng)局限：依賴人工編寫SDC約束，多衍生時(shí)鐘（如分頻器、門控時(shí)鐘）易漏檢，規(guī)則覆蓋不全。

國(guó)微芯EsseCDC技術(shù)突破：

• 動(dòng)態(tài)拓?fù)渥粉櫍?/span>專有獨(dú)特算法自動(dòng)反向追蹤FF/Latch時(shí)鐘源，精準(zhǔn)識(shí)別create_generated_clock場(chǎng)景，大幅降低時(shí)鐘遺漏風(fēng)險(xiǎn)（規(guī)則全面）；

• 沖突智能校驗(yàn)：實(shí)時(shí)檢測(cè)用戶定義約束與推斷結(jié)果的矛盾；
  

• 核心功能支撐：全面兼容不同版本SDC、SGDC約束語(yǔ)法，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推斷時(shí)鐘域的CDC檢查，從根源提升檢查完整性。
  

2. 深度同步器識(shí)別引擎：精準(zhǔn)解析結(jié)構(gòu)，消除誤報(bào)盲區(qū)，提升報(bào)告精準(zhǔn)度

傳統(tǒng)局限：規(guī)則庫(kù)僵化（僅匹配雙觸發(fā)器），對(duì)復(fù)雜同步器（握手協(xié)議/FIFO）誤報(bào)率較高，報(bào)告噪音大。

國(guó)微芯EsseCDC技術(shù)突破：

• 動(dòng)態(tài)語(yǔ)義解析：專有獨(dú)特算法深度分析控制信號(hào)與數(shù)據(jù)路徑時(shí)序邏輯，靈活支持用戶自定義同步深度，精準(zhǔn)適配各類同步方案，顯著降低誤報(bào)；

• 跨層級(jí)協(xié)同驗(yàn)證：洞察局部同步器與全局時(shí)鐘路徑的交互，徹底杜絕“局部正確、全局失效”的驗(yàn)證盲區(qū)；
  

• 核心功能支撐：支持對(duì)report降噪處理，智能忽略不關(guān)心的違例，讓工程師聚焦真實(shí)問(wèn)題，支持RTL和Netlist階段的CDC檢查，靈活覆蓋設(shè)計(jì)流程。

3. 亞穩(wěn)態(tài)融合驗(yàn)證引擎：超越靜態(tài)分析，捕獲動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)高效深度驗(yàn)證

傳統(tǒng)局限：靜態(tài)代碼分析無(wú)法捕獲路徑延遲偏移，收斂問(wèn)題漏檢率高，深度不足效率低。

國(guó)微芯EsseCDC技術(shù)突破：

• 時(shí)鐘發(fā)散風(fēng)險(xiǎn)捕獲：量化評(píng)估組合路徑延遲偏移，可配置閾值檢查發(fā)散路徑的亞穩(wěn)態(tài)傳播風(fēng)險(xiǎn)；

• 形式化增強(qiáng)驗(yàn)證：高效注入亞穩(wěn)態(tài)模型，自動(dòng)化驗(yàn)證格雷碼等同步機(jī)制的正確性，覆蓋傳統(tǒng)仿真難以觸發(fā)的深層場(chǎng)景；
  

• 核心功能支撐：結(jié)合RTL/Netlist檢查能力，動(dòng)態(tài)追蹤跨時(shí)鐘域毛刺生成路徑。

【操作流程DEMO演示】

應(yīng)用場(chǎng)景——從復(fù)雜架構(gòu)到定制協(xié)議的全面防護(hù)

1.基礎(chǔ)場(chǎng)景：全自動(dòng)CDC驗(yàn)證閉環(huán)

EsseCDC通過(guò)時(shí)鐘傳播自重構(gòu)引擎實(shí)現(xiàn)千級(jí)時(shí)鐘域規(guī)模的零遺漏檢查，具備一鍵定位異步時(shí)鐘重疊路徑與智能降噪聚焦致命違例的核心能力，有效支撐高性能芯片的跨時(shí)鐘域Glitch風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)及多時(shí)鐘域數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證。

2.高階場(chǎng)景：CDC+RDC雙域聯(lián)防體系

3.定制場(chǎng)景：復(fù)雜同步架構(gòu)專項(xiàng)驗(yàn)證

突破傳統(tǒng)工具局限，基于同步器語(yǔ)義解析引擎實(shí)現(xiàn)脈沖FIFO使能窗口約束識(shí)別與異步握手協(xié)議建模，并通過(guò)開(kāi)放API集成企業(yè)級(jí)私有同步策略，為國(guó)產(chǎn)大算力芯片定制握手協(xié)議及低功耗芯片門控時(shí)鐘提供專項(xiàng)驗(yàn)證保障。

生態(tài)賦能——國(guó)產(chǎn)工藝深度適配

1.國(guó)產(chǎn)工藝庫(kù)兼

• 主流先進(jìn)節(jié)點(diǎn)適配：針對(duì)主流先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的時(shí)序特性進(jìn)行深度優(yōu)化，提供定制化的同步器檢測(cè)方案；

• 國(guó)產(chǎn)定制結(jié)構(gòu)強(qiáng)支持：對(duì)國(guó)內(nèi)特有的定制化同步結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高檢出率與極低誤報(bào)率。

2.國(guó)產(chǎn)工具鏈協(xié)

• 廣泛集成主流平臺(tái)：無(wú)縫對(duì)接主流綜合平臺(tái)，自動(dòng)解析網(wǎng)表拓?fù)湫畔ⅲ?/span>

• 深度兼容核心工藝約束：融合一線代工廠關(guān)鍵工藝約束庫(kù)，全面支持核心工藝參數(shù)。

協(xié)同謀新：千域萬(wàn)徑間的國(guó)產(chǎn)驗(yàn)證之力

國(guó)微芯營(yíng)銷中心總經(jīng)理鄧金斌：“面對(duì)千域異構(gòu)集成帶來(lái)的算力挑戰(zhàn)，EsseCDC通過(guò)創(chuàng)新的拓?fù)渲貥?gòu)算法重塑時(shí)鐘架構(gòu)——大幅降低時(shí)鐘遺漏風(fēng)險(xiǎn)，并運(yùn)用先進(jìn)的亞穩(wěn)態(tài)傳播模型量化海量路徑風(fēng)險(xiǎn)。歷經(jīng)先進(jìn)工藝實(shí)踐驗(yàn)證的EsseCDC，其高可靠性為客戶的芯片設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)保障。依托國(guó)產(chǎn)EDA生態(tài)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，EsseCDC 積極響應(yīng)客戶的本土化需求——不僅靈活兼容客戶采用的國(guó)內(nèi)自主工藝特性，更能按需定制客戶專屬的企業(yè)級(jí)驗(yàn)證規(guī)則，為國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)、Fab廠等客戶提供強(qiáng)力支撐?！?br/>

一微-芯片研發(fā)總監(jiān) 何再生：“EsseCDC在跨時(shí)鐘域檢查方面展現(xiàn)了令人信賴的能力，幫助我們高效定位設(shè)計(jì)中的時(shí)序風(fēng)險(xiǎn)，大大增強(qiáng)了芯片運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。尤其讓我們印象深刻的是，該工具及時(shí)預(yù)防規(guī)避了某款SOC芯片時(shí)鐘樹(shù)功能缺失的風(fēng)險(xiǎn)，最終為整個(gè)驗(yàn)證周期與產(chǎn)品的成功上市節(jié)省了大量時(shí)間?！?br/>

EsseCDC以三大創(chuàng)新引擎突破跨時(shí)鐘域驗(yàn)證瓶頸，有效化解域規(guī)模失控與同步器危機(jī)，顯著提升芯片的時(shí)序安全可靠性。未來(lái)，依托國(guó)產(chǎn)工藝生態(tài)協(xié)同與定制化擴(kuò)展，EsseCDC將持續(xù)賦能半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，從基礎(chǔ)Glitch檢查到高階雙域聯(lián)防體系，推動(dòng)行業(yè)向“零風(fēng)險(xiǎn)流片”愿景邁進(jìn)，國(guó)微芯也將持續(xù)助力國(guó)產(chǎn)芯片在算力競(jìng)賽中實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越式崛起。