硅谷纪行—与高科技公司的“零距离”接触（下）

EDA公司期待与IC设计共繁荣

随着越来越多的IC设计公司如雨后春笋般涌现，与IC设计休戚相关的EDA公司也获得了长足的发展，并逐渐成为IC设计产业不可或缺的组成部分。在不断壮大自身实力的同时，EDA公司也不断简化着IC设计软件的界面，完善着软件功能，从而让IC设计更方便快捷，于是为客户缩短设计面世时间无疑成为EDA公司共同的追求。

Synplicity：充分发挥FPGA的灵活性

当ASIC越来越不能适应灵活应用的需求以及通用产品对低成本的要求逐渐提升，FPGA大量蚕食曾经ASIC的市场，每年都以超过两位数的增长率发展。越来越多的设计将转向FPGA，这其中还包括了很多ASIC设计工程师。随着IC产业发展的光明前景，FPGA将以比ASIC更快的速度发展并呈现取代其的趋势。在这样的大市场环境下，以提供FPGA开发软件为主的Synplicity公司得到了长足的发展，公司营业额从2002年的4560万美元壮大到2006年的6300万美元。

Synplicity公司总部

随着FPGA技术的发展，越来越多的功能需要在设计中加到FPGA中以应对多媒体处理技术应用的挑战，比如越来越多的FPGA中开始加入ARM核，又如增加DSP功能以实现数码相机的防抖动功能，再如下一代SoC则需要多处理器来满足高速视频处理的需求，这些无疑增加了FPGA设计的难度，是对FPGA开发软件提出的新要求。另外，随着科技的不断发展，越来越多的第三方IP为满足应用的需求而加入FPGA中，这需要软件在实现不同IP技术完美融合的同时实现IP保护，目前Synplicity的软件已经可以实现将第三方IP保护性地加入开发工具中。特别的，目前FPGA开发的最新一个趋势是支持ASIC目标以补充FPGA的功能。

在FPGA功能不断增加的同时，设计公司却需要缩短设计时间以更快地推出产品，这无疑对软件提出了更高的要求。缩短时间首先要简化设计流程，增加设计功能模块，让开发人员更形象地完成设计过程，而缩短开发时间更重要的提高测试与调试过程的效率。Synplicity软件可以提供特有的FPGA仿真和调试系统，为用户实现从逻辑到物理的完整试验。

为了更好的扩展业务，Synplicity不仅仅是完善自己的软件产品，针对不同公司提供特定产品服务，更重要的是公司将在今年以公司名字推出FPGA硬件开发平台，提供软硬件全套的开发解决方案支持。公司CEO Bernard Aronson总结道：“用户才能决定产品的品质，我们所要做的是提供合适的平台让其工作更有效率！”

Mentor Graphics：降低功耗提出IC设计新挑战

随着能源问题的日益突出，低功耗IC已经不是便携产品的专利，节能降耗无疑成为整个电子行业的大趋势，因此IC设计必须考虑降低功耗这个大趋势，这无疑对EDA软件提供商提出了新的要求。

当然，随着制程工艺的发展，功耗自然会随之降低，但这绝非降低功耗的唯一途径。IC设计工程师越来越希望能通过设计过程继续降低功耗，毕竟当前是一个“Gates are cheap，Power is expensive！”的时代，然而降低功耗却并不是一件容易的事情。

首先，降低功耗必须从降低电流或者电压两者入手，而管理静态电流必然涉及到使用双阈值电压门限(VTH)的设计优化方法与电源门控技术。大多数设计会借助于设计优化流程,因为它可以在性能和静态泄漏泄漏功率之间取得折衷，而在软件中则必须体现出对这种方法的支持。当然，技术解决仅仅是其中一部分问题，更重要的是与电源相关的Bug已经成为仅此与逻辑错误之外硅芯片生产拖延的第二大问题，特别是考虑发哦电源对整个系统运行的重要性以及设计完成后进行门控仿真已经太晚又太过昂贵，因此许多电源方面的错误是很难被完全发现的。

因此，Mentor针对电源本身的Bug,采用O-In CDC(clock domain crossing)技术验证时钟逻辑，寻找仿真发现不了的Bug，随着经验的积累，Mentor针对静电流Bug采用Questa功率探测仿真技术验证电源门控以及管理系统电源状态，以求在RTL之前发现Bug。

Mentor Graphics首席科学家Antal Rajnak

“所有调查都指出验证仍是设计周期的主要瓶颈，业界显然必须采用新验证方法，才有可能突破这个瓶颈。”Mentor Graphics首席科学家Antal Rajnak表示，“随着Questa推出，设计人员将能使用最新的语言标准和方法，不但让他们更快找出更多错误，还会提高验证生产力。”

Berkeley Design:IC设计需要高效软件

与前面两家公司不同，Berkeley Design是一家只有四年多历史的公司，公司以提升模拟/射频和混合信号IC的设计面市时间为主要奋斗目标，提供精确电路分析技术服务，内容涉及模拟和RF电路仿真、应用数学、先进数字分析技术和设备建模等。公司主要的优势是可以缩短消费电子领域客户的设计面市的时间。

数字技术在电子产品中得到了广阔的应用，数字技术的发展带来的结果不是模拟技术的减少而是增加。数字采用的不过是新的技术，而模拟采用的则是全部的技术，现在模拟技术采用的技术已经几乎与数字完全相同。消费电子的发展有两大趋势，一是内存的增加速度越来越快，另一个是模拟电源技术的增多，供电量增加电源管理难度也随之加大。不仅如此，模拟和RF电路在半导体元件中变得越来越普及，复杂时钟和I/O也更加重要，模拟IP则是随处可见。因此，如何应对模拟电路快速在IC中增加是个问题，解决这个问题更多的依靠软件的支持。

Ravi Subramanian,  Berkeley Design CEO

目前，对模拟电路分析主要采用传统的SPICE，而对数字电路则流行Digital FastSPICE，但两种方法都存在很难同时高速且高效地同时支持数字和模拟信号分析的尴尬。正是看到这样一个局势，Berkeley Design开发出Precision Circuit Analysis软件，实现对模拟和数字混合信号的高速与高效分析，可以有效地将仿真时间缩短到原来的1/10甚至更短。该软件包括Analog FastSPICE、RF FastSPICE和PLL Noise Analyzer等功能，适合于绝大多数混合信号的仿真与开发分析。该类软件特别适合消费电子、电信与网络应用，目前已经可以支持45nm芯片设计。正如该公司CEO Ravi Subramanian所说：“我们的工具缩短了电路验证与芯片测定之间不断增加的差别。”

几个特别的公司

True CIRCUITS：模拟IP正当时

对于许多国内读者来说，True CIRCUITS(TCI)是个异常陌生的名字，毕竟他们所专注的模拟IP领域确实非常特别。然而，当我们浏览该公司的主要客户的时候，我们会发现其中既有AMD、Microsoft、Nitendo这样的消费电子巨头，又有TI、AMI等模拟领先厂商，甚至包括了ARM这样以转让知识产权为生的公司。伴随着模拟电路在数字设计中越来越重要，模拟IP正逐渐占据市场的主流。

Stephen Maneatis，True Circuits CEO

TCI提供的是高品质、低抖动的PLL、DLL和其他高速混合信号硬核，这些模拟电路的IP具有出色的鲁棒性、可实现更多功能与创新应用。随着PLL、DLL等产品在通信等消费电子领域得到广泛应用，TCI的业务得到了长足的发展。

由TCI公司开发的IP宏模块，利用16位以上的控制提供频率调制和非常高的频率分辨率，能提供6.235~400 MHz的分频参考频率，参考分频器(reference divider)的值在1到64之间。设计人员可以把一系列精密锁相环(PLL)用作硬宏单元来向系统提供时钟，执行内建频率极限(frequency margin)测试，并为串行/解串器和视频应用提供稳定的时钟。TCI还推出经硅认证的台积电65nm锁相环(PLL)和延迟锁相环(DLL)系列硬核，适用于高速时序应用。TCI已对那些在其产品中整合了该IP的客户进行了授权，并与其它领先硅代工厂和IDM就对采用其低至55nm工艺生产的PLL和DLL的porting和硅测试展开密切合作。 与此同时TCI采用65nm工艺生产的PLL和DLL设计均基于TCI业界领先的模拟时序电路，此模拟时序电路已在由不同代工厂和IDM采用0.25um至90nm工艺生产的上百款消费产品中得到应用。 采用65nm工艺为TCI新推出的PLL和DLL硬核的亮点，TCI将继续和其它核心合作伙伴和客户就测试芯片和产前样品的开发和硅验证共同努力。

Tera Victa：MEMS的老兵新传

虽然MEMS技术已经诞生了很长时间，但以前一直只在光学领域的严重限制了MEMS的普及。随着技术的发展，MEMS已经在光学之外找到了新的天地，Tera Victa正是瞄准其专注的MEMS技术焕发新生的时机创立的。

MEMS将电子系统和外部世界有机地联系起来，它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界信号，并将这些信号转换成电子系统可以认识的电信号，而且还可以通过电子系统控制这些信号，进而发出指令，控制执行部件完成所需要的操作。从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS技术开辟了一个全新的领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。与有活动部件的MEMS相比，固定开关有先天的优势。但是单晶硅材料即使在十亿次的开关之后也没有任何的老化现象，这已经远远超出了ROADM的实际需要。

Tera Victa公司的MEMS开关样品

其实MEMS制作并不复杂，设计起来也非常简单，开关制作与半导体极为相似，是一层接一层进行制作的。通过PCB板可以实现开关打开时不接触而在关闭时上下两层合到一起实现导通控制。因为MEMS是由静电驱动的，所以不需要电流。而且由于避免了多晶硅材料上大量的蚀刻缺陷，单晶硅反射镜对光的散射损耗大为减小。正是因为与半导体相似的制作工艺决定了MEMS产品的尺寸和成本可以跟上半导体的制程变化，从而带来了光明的发展前景。

不过，从2000年到2006年，MEMS一直没有被充分认可为足够可靠的商用产品致使该技术一直停留在热烈的讨论阶段，但2007年开始情况大为改观。Tera Victa公司将推出26.5 GHz的MEMS开关，适用于数字电视、卫星通信和定向雷达等领域。 

PolyFuel：燃料电池已经起飞

如果说燃料电池仅仅是为了应对能源紧缺应用而生，那你真的低估了燃料电池的价值。在日益关注电子垃圾的今天，燃料电池无疑比现在的充电电池更适应绿色地球的口号。燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置，是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置，压力推动燃料液体通过金属膜以发生化学反应从而提供电能。目前燃料电池包括质子交换膜燃料电池、再生氢氧燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等。

PolyFuel无疑是众多参与燃料电池研究厂商中领先的一个。PolyFuel公司日前获得了两项有关其烃基聚合物燃料电池薄膜的专利。薄膜是便携式燃料电池的关键技术，决定着燃料电池的大小、成本、功率和能效，新技术可以保证长时间工作后比Nafion(氟类电解质膜)电池具有更好的电能持久稳定性，燃料液的浓度保持也比较好。

燃料电池的缺点是只能依靠增加液体燃料补充电能而不能充电，而且提供的电压不够高，但由于并不需要成为充电提供者因此并不影响其在便携产品中的应用。燃料电池目前有工作在30~40摄氏度和60~70摄氏度两类，由于电池内外有很多保护层，因此可以保持内部温度尽量保持稳定，而且燃料有足够低的冰点能适应绝大多数工作环境。由于燃料电池不仅解决高能耗成本也可解决环境污染问题，因此“微功率”燃料电池将代替普通电池，成为笔记本电脑、PDA和智能手机中的主电源，目前在这几个领域的应用增加迅速。据该公司透露，目前IEEE已经着手制定了燃料电池的国际标准。
以笔记本用燃料电池为例，目前寿命在2000小时以上的电池成本大约100美元左右，2美元的液体燃料可以提供长达10小时的电能，从而保证长时间的笔记本工作。至于液体挥发问题，一方面由于液体在多层金属膜保护下，另外电风扇的风可以把电池中挥发出来的湿腐蚀气体吹出笔记本内，因此不会存在湿气腐蚀问题。正是因为可以有效解决原有充电电池的诸多弊端，燃料电池已经得到广泛应用，目前仅PolyFuel的笔记本燃料电池月出货量已经达到50000块。

Pulse-Link：借UWB实现家庭娱乐网络

成立于2000年的Pulse-Link是UWB论坛的创始公司之一，该公司凭借技术领先优势力推其C Wave-UWB，并在数字家庭娱乐网络方面取得了可喜的突破。该公司的CTO作为曾经美国军方的技术人员，成为最早一批研究UWB技术的专家之一，并且一直致力于探讨UWB技术的最新发展，从而在技术上保证了Pulse-Link技术的领先性。

Pulse-Link的主要技术是一种被称为Continious Wave UWB(或CWave UWB)的经过了公开验证的独特技术，该技术目前可以在几十米的范围内实现最高达1.35Gbit/s数据传输速率。CWave的技术特点是通过同一组芯片来提供通过无线、同轴电缆、家庭电力线实现的通信，从而实现整个家庭范围的多媒体网络传输。CWave还具有频率捷变特性，而且已经展示了无线超宽带连接技术达到了6GHz，并称已经克服了如今在6GHz以下的通信所遇到的障碍。不过，目前比较理想的商用网络是基于1.35GHz BPSK速率实现的4GHz载波传输数据。

CWave以构建家庭数字网络为主要应用，主要任务是帮助内容提供商实现高清晰度内容和受保护的内容的分发与传递。在同轴电缆方面，公司正在与高分辨率音/视频联盟、1394产业联合会、消费电子联合会合作，并把眼光投向了DLNA(数字生活网络联盟)。上述这些标准提供的环境需要应用层能实现至少400Mbit/s的吞吐率。Pulse-Link如今正在展示的技术手段包括了通信切换、服务质量的保障等，可提高通信的品质，并能实现DTCP(数字传输内容保护)等功能。在无线方面，工作重心主要放在无线DVI、HDMI以及对1394电缆的替代技术上。这些领域同样也需要高数据率，人们会需要保证高分辨率内容传输的服务质量，也会希望实现HDCP(高速宽带内容保护)、DTCP等内容的保护，因此，这些技术就是Pulse-Link专注的方面。

Pules-Link无线干扰测试室

在Pulse-Link公司内，我们可以体验到高质量的无线DVD信号传输、用无线游戏手柄控制游戏机以及单发射点的多台电视同时播放等诱人的数字家庭网络体验。不仅如此，我们还看到各种屏蔽实验室、信号强度测试和信号反射测试实验室等设施，据介绍，正是这些先进的测试手段确保Pulse-Link的产品不仅能够适应于美国家庭环境，同样也适合东方人的居住环境特点。看来Pulse-Link的目标不仅仅是美国市场，毕竟该公司CEO Bruce Watkins自己都承认，2008年全世界安装的家庭网络将超过580万，而未来十年的家庭网络市场，中国将占据超过30%的份额。