如何监控硅片的性能？

芝能智芯出品

在现代电子设备中，确保系统级芯片（SoC）的健康和性能至关重要。为了实现这一目标，工程师们不断探索和应用先进的监控技术。

本文将介绍两家大型EDA（电子设计自动化）供应商在这一领域的最新进展，以及它们如何通过创新的电路代理和监控方法来提升SoC的性能和可靠性。

Synopsys是一家领先的EDA供应商，致力于提供全面的芯片设计和验证解决方案。在2024年3月的SNUG硅谷大会上，三星首席工程师Gurnrack Moon详细介绍了如何使用Synopsys的路径裕度监视器（PMM）来诊断硅片上的时序裕度。

什么是路径裕度监视器（PMM）？

PMM是一种用于测量信号沿通信路径传播情况的工具。它通过监控信号在缓冲器合成电路中的传播距离，确定路径上的时序裕度。这种方法相比传统的环形振荡器，更能真实反映实际电路路径的变化。

● 优点和应用

◎ 关联性强：PMM与实际路径的关联性比环形振荡器方法更高，能够提供更准确的时序裕度测量。

◎ 多路径监控：PMM可以同时监控多条路径，提高了检测效率。

◎ 诊断模式：PMM常用于诊断模式，捕获和分析数据以确定适当的电压和频率设置，从而优化系统性能。

Cadence是另一家在EDA领域享有盛誉的公司，其创新的Margin Agent技术为数据中心提供了先进的电源管理解决方案。在2024年4月的CadenceLIVE硅谷大会上，proteanTecs业务开发副总裁Ziv Paz介绍了这一技术的应用和优势。

什么是Margin Agent？

Margin Agent是一种集成在芯片内部的传感器系统，用于监控工艺、老化、压力、潜在缺陷以及操作条件的变化。它能够实时检测芯片在不同电压和温度下的性能变化，确保系统始终运行在安全可靠的状态。

● 优点和应用

◎ 节能：通过精确控制电压，Margin Agent能够显著降低能耗。例如，在数据中心应用中，它可以节省约10.77%的电力。

◎ 延长寿命：通过监控和调整操作条件，Margin Agent有助于提高系统的平均无故障时间（MTTF），降低维护成本，并延长设备寿命。

◎ 动态调整：在电压下降到特定阈值时，Margin Agent能够自动调整电压，确保系统在适当的工作区域内运行。

现代SoC设计越来越依赖于集成化和智能化的监控系统。Synopsys的PMM和Cadence的Margin Agent代表了当前技术的前沿，通过不同的方法提高芯片的可靠性和性能。这些技术不仅适用于高性能计算和数据中心，也逐渐在消费电子、汽车电子等领域得到应用。

随着工艺技术的不断进步，EDA工具和方法也在不断演进。未来，更多智能监控和自适应调整技术将被引入，以应对更加复杂和多变的操作环境。通过不断优化设计和制造流程，工程师们将能够打造出更高效、更可靠的电子系统。

SoC健康和性能监控是确保现代电子设备可靠运行的关键。Synopsys和Cadence在这一领域的创新工作展示了通过先进技术提升芯片性能和可靠性的可能性。随着这些技术的广泛应用，我们有理由期待一个更加智能和高效的未来。

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