MATLAB und Simulink für die Halbleiter-Entwicklung

MATLAB® und Simulink® erleichtern die Erkundung des Designraums und das Top-down-Design von Halbleitergeräten, sodass Ingenieure zusammenarbeiten können, um ihre Mehrdomänen-Systeme mithilfe einer Kombination unterschiedlicher Modellierungsansätze und Abstraktionsebenen zu beschreiben, zu analysieren, zu simulieren und zu verifizieren. Beispiele für Domänen sind die analoge, digitale, HF-, Software- und thermische Domäne. Die möglichen Abstraktionsebenen reichen von der Transistorebene bis hin zur Algorithmenebene.

Nach der Modellierungsphase können Systemmodelle, Verifikationsumgebungen und Testfälle, die in MATLAB und Simulink definiert wurden, in EDA-Tools wiederverwendet werden. Damit werden Systemdesign und -implementierung verbunden. Dank dieser Funktionen können Ingenieure die Entwurfsiterationen deutlich verkürzen, das Risiko von Verzögerungen gegenüber dem Projektzeitplan reduzieren und die kontinuierliche Integration von Spezifikations- und Designänderungen ermöglichen.

„Mithilfe von MathWorks-Tools konnten wir den am besten geeigneten Algorithmus identifizieren. Da das Modell viel schneller lief als unser Schaltungssimulator, haben wir Implementierungsfehler viel schneller erkannt und konnten unsere Markteinführung beschleunigen.“

Cory Voisine, Allegro MicroSystems

Verwenden von MATLAB und Simulink für die Halbleiter-Entwicklung

Digitalentwurf

Modellieren und simulieren Sie digitale Systeme mit Zustandsdiagrammen, umfangreichen Bibliotheken von mathematischen Funktionen, Signalverarbeitungsalgorithmen und digitaler Logik. Erstellen Sie Ihre Modelle auf der Abstraktionsebene, die den richtigen Kompromiss zwischen Genauigkeit und Simulationsgeschwindigkeit ermöglicht. Dies ermöglicht eine schnelle und effektive Erkundung des Designraums und hilft Ihnen, die richtigen Entscheidungen zu Systemarchitektur und Datentypen zu treffen. Außerdem können vorhandene Verilog®-, VHDL®- und C/C++-Modelle importiert werden. Dies ermöglicht eine Mischung aus Top-down- und Bottom-up-Designablauf.

Nutzen Sie MATLAB und Simulink für den gemeinsamen Entwurf und die Simulation von Hardware und Software für Systems-on-Chip (SoC), wobei Sie die SoC-Architektur, die Task-Ausführung und die Auswirkungen vom Betriebssystem berücksichtigen. Dies ermöglicht eine sehr genaue Analyse der Softwareleistung und der Hardwarenutzung sehr früh im Produktentwicklungsprozess.


Analog- und Mixed-Signal-Design

Kombinieren und simulieren Sie mit MATLAB und Simulink ganz einfach analoge, digitale, Software- und HF-Komponenten. So können Sie die Bewertung zahlreicher Designalternativen beschleunigen und die Systemleistung optimieren.

Entwerfen und analysieren Sie Komponenten, wie ADC, PLL und SerDes, ausgehend von MathWorks-Referenzmodellen und -Bibliotheken. Untersuchen Sie auf Systemebene schnell Architektur-Tradeoffs, bewerten Sie die Auswirkungen physischer Störungen (wie Phasenrauschen, Jitter, Nichtlinearität und Leckstrom) und überprüfen Sie das Schaltungsverhalten unter verschiedenen Bedingungen und Szenarien.

Nutzen Sie die Wiederverwendbarkeit von MATLAB- und Simulink-Modellen und -Testbenches in IC- und PCB-Umgebungen wie Cadence® Virtuoso® AMS Designer und Cadence® PSpice®. Dies beschleunigt den Implementierungsprozess und schließt die Lücke zwischen Systems Engineering und ASIC-Design.


Verifikation

Verifizieren Sie MATLAB- und Simulink-Modelle auf strukturierte Weise und definieren Sie Verifikationsumgebungen, Testfälle und formale Eigenschaften. Regression-Tools und formale Engines werden bereitgestellt, sodass Sie Fehler früh im Designablauf finden können. Um die Verifikationsergebnisse zu quantifizieren, werden Tools für die Abdeckungsmessung und die Anforderungsrückverfolgbarkeit bereitgestellt.

Exportieren Sie Systemmodelle, Verifikationsumgebungen und Testfälle als C-Komponenten für SystemVerilog DPI und nutzen Sie ihre Wiederverwendbarkeit als Treiber, Prüfungen oder Referenzmodelle in Ihren EDA-Simulationen. Sie können auch die Kosimulation verwenden, um MATLAB- und Simulink-Modelle mit ihren HDL- oder SPICE-Repräsentationen zu vergleichen.


RTL-Implementierung

Legen Sie den Fokus auf die Designoptionen statt auf das Programmieren: Verfeinern Sie verifizierte Modelle digitaler Systeme schrittweise und konvertieren Sie sie in RTL-Code. Implementierungsentscheidungen können in MATLAB und Simulink ausgedrückt werden, sodass der generierte RTL-Code die Absicht des Entwerfers genau wiedergibt. Im Vergleich zur manuellen Programmierung ermöglicht dieser Workflow nicht nur eine schnellere Erkundung verschiedener Architekturoptionen, sondern macht den Gesamtprozess auch agiler. So können Sie sich schnell an Änderungen anpassen.

Implementieren Sie digitale MATLAB- und Simulink-Modelle auf den gängigsten FPGA-Platinen mit dem FPGA-in-the-Loop-Ablauf. Dies kann für das Prototyping und die Validierung von ASIC- und FPGA-Designs sehr hilfreich sein.


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