Effiziente mehrwertige Logiksimulation verzögerungsbehafteter Schaltungen auf datenparallelen Architekturen

Abstract

Die Validierung von Schaltungsentwürfen nimmt bis zu 70 Prozent der Entwurfsdauer von hochintegrierten Schaltungen in Anspruch. Validierungsaufgaben wie Fehlersimulationen, Alterungsanalysen, Untersuchungen zum Energieverbrauch, Testmengencharakterisierungen sowie die Bewertung der Zuverlässigkeit erfordern hochperformante verzögerungsbehaftete Logiksimulationen. Die Verzögerungen innerhalb hochintegrierter Schaltungen sind von Variationen geprägt. Die Berücksichtigung von Variationen innerhalb der Validierungsaufgaben erhöht den Aufwand nochmals erheblich. In der vorliegenden Arbeit wird die Simulationsumgebung CWTSim vorgestellt, welche die Anforderungen der Validierungsaufgaben erfüllt. CWTSim verfolgt den Ansatz einer kontinuierlichen Simulation von Stimulifolgen auf Gatterebene, wodurch eine Simulation von potentiell unbegrenzten Stimulifolgen ermöglicht wird. CWTSim ist fähig, verschiedene Simulationsinstanzen parallel zu simulieren, in denen Variationen des Verzögerungsverhaltens abgebildet wurden. Hierzu wurde CWTSim parallelisiert und auf eine datenparallele Architektur abgebildet. Die benötigte Zeit, welche zur Simulation einer Vielzahl von Verzögerungsvariationen aufgewendet werden muss, wird durch CWTSim signifikant reduziert. CWTSim erreicht Beschleunigungen bis zu 168x im Vergleich zur sequentiellen Auswertung mit einem kommerziellen Simulationswerkzeug.