似乎越來越多的公司正在創建自定義 EDA 工具，但尚不清楚這一趨勢是否正在加速以及它對主流EDA行業意味著什麼。

隻要有變化，就有機會。變化可能來自新的抽象（abstractions）、新的優化選項（optimization）或強加於工具或流程的新限製。例如，摩爾定律的放緩意味著僅僅通過移動到下一個節點，無法在產品的特定版本之間取得足夠的性能、功耗或成本進步。必須改進設計本身，或者重新設計產品。

一(yi)種(zhong)開(kai)始(shi)進(jin)入(ru)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)的(de)變(bian)化(hua)是(shi)從(cong)靜(jing)態(tai)工(gong)具(ju)轉(zhuan)向(xiang)動(dong)態(tai)工(gong)具(ju)。靜(jing)態(tai)工(gong)具(ju)將(jiang)獨(du)立(li)於(yu)任(ren)何(he)特(te)定(ding)用(yong)例(li)或(huo)場(chang)景(jing)查(zha)看(kan)設(she)計(ji)並(bing)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)。動(dong)態(tai)優(you)化(hua)添(tian)加(jia)一(yi)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)場(chang)景(jing)作(zuo)為(wei)優(you)化(hua)過(guo)程(cheng)的(de)輸(shu)入(ru)，允(yun)許(xu)工(gong)具(ju)執(zhi)行(xing)更(geng)有(you)針(zhen)對(dui)性(xing)的(de)優(you)化(hua)。這(zhe)始(shi)於(yu)執(zhi)行(xing)時(shi)鍾(zhong)或(huo)電(dian)源(yuan)門(men)控(kong)時(shi)的(de)電(dian)源(yuan)優(you)化(hua)，這(zhe)曾(zeng)經(jing)是(shi)靜(jing)態(tai)操(cao)作(zuo)。通(tong)過(guo)準(zhun)確(que)了(le)解(jie)設(she)計(ji)的(de)各(ge)個(ge)部(bu)分(fen)需(xu)要(yao)如(ru)何(he)以(yi)及(ji)何(he)時(shi)激(ji)活(huo)，可(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)改(gai)進(jin)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)。這(zhe)也(ye)推(tui)動(dong)了(le)處(chu)理(li)器(qi)設(she)計(ji)的(de)複(fu)蘇(su)，可(ke)以(yi)創(chuang)建(jian)最(zui)適(shi)合(he)特(te)定(ding)任(ren)務(wu)的(de)定(ding)製(zhi)處(chu)理(li)器(qi)。

半導體公司總是創建一些自己的 EDA 工具。“在 80 年代，大多數半導體和 ASIC 公司都有自己的工具
，” Imperas Software的創始人兼首席執行官 Simon Davidmann 說。“dansuihouchuxianleziyuanwenti，kehuxuyaogengbiaozhunhuadefangfa。gaixingyecongshejihebandaotigongsidezhuanyoujiejuefanganzhuanbianweiyoubiaozhunqudongdexingye，shitugoujianshiyongyusuoyourendetongyongjiejuefangan。”

還有一些專用工具的空間。“每個設計公司都有一些專屬於他們的設計或數據管理問題，” Synopsys的技術策略師 Rob Aitken 說。“有you時shi，在zai他ta們men創chuang建jian解jie決jue方fang案an後hou，他ta們men不bu希xi望wang競jing爭zheng對dui手shou得de到dao它ta，因yin此ci他ta們men將jiang其qi保bao留liu在zai內nei部bu。他ta們men可ke能neng已yi經jing得de出chu結jie論lun，這zhe是shi解jie決jue它ta的de唯wei一yi方fang法fa，並bing且qie可ke能neng出chu於yu多duo種zhong原yuan因yin
，但dan最zui終zhong更geng廣guang泛fan適shi用yong的de EDA 解決方案可能對他們有用。”

工具總是處於不斷變化的狀態。“EDA 業務必須擁有足夠大的市場，才能證明對工具的投資是合理的，”西門子 EDA設計驗證技術戰略總監 Neil Hand 說。“當涉及到特定行業、特定應用程序或特定領域的解決方案時，真正限製這一點的是問題的普遍化程度。然後第二部分是封裝這種概括的語言或功能。”

有些領域（domains ）足夠大，可以支持專用解決方案。“特定領域並不是什麼新鮮事物，”openROAD 的嵌入式企業家和承包商 Tom Feist 說。“FPGA 行業就是一個例子，EDA 和學術界通過包括 MATLAB、OpenCL、C/C++、Python 和基於 Simulink 的設計在內的解決方案來應對這一挑戰。使用 National Instruments的LabVIEW就是另一個例子。”

在特異性和靈活性之間始終存在平衡。“特定領域的係統遇到了有趣的技術和經濟問題重疊，”EDA 技術顧問 Duaine Pryor 說。“當(dang)你(ni)讓(rang)它(ta)們(men)足(zu)夠(gou)通(tong)用(yong)以(yi)贏(ying)得(de)一(yi)個(ge)證(zheng)明(ming)領(ling)先(xian)發(fa)展(zhan)合(he)理(li)的(de)市(shi)場(chang)時(shi)，它(ta)們(men)就(jiu)會(hui)失(shi)去(qu)通(tong)過(guo)專(zhuan)業(ye)化(hua)獲(huo)得(de)的(de)技(ji)術(shu)優(you)勢(shi)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)價(jia)值(zhi)。當(dang)然(ran)

，反(fan)過(guo)來(lai)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)。這(zhe)會(hui)傳(chuan)播(bo)到(dao)整(zheng)個(ge)價(jia)值(zhi)鏈(lian)。”

市場和行業動態發生變化。“有些公司在其領域的最前沿擁有大量資源


，試圖找到比 EDA 公司能走得更遠的方法，”Imperas 的 Davidmann 說。“這就是為什麼一些公司被半導體公司收購的原因，他們在那裏咀嚼和吐槽，以此作為在內部獲得專業知識的一種方式。我確信 Apple 在 M1 和 M2 方麵的成功是因為它們內部擁有如此多的工具。”

任何使用最新節點的人都知道它們麵臨的壓力。Codasip的首席技術官 Zdeněk Přikryl 說：“隨著半導體擴展速度放緩或失敗，需要進行架構創新和特定領域的優化。” “提高抽象級別和高效的設計自動化可以加快設計周期
，從而縮短上市時間。”

此外，許多新技術被插入到設計流程中。“每當您開始談論新技術（例如光子學）時
，您可能會發現市售產品與需求之間存在差距，” Cadence產品經理 Jeff Roane 說。“但一旦需要
，這種差距很快就會縮小，以至於大型企業之一開發某些東西在財務上是有意義的。”

建立必要的專業知識需要時間。“量子 EDA 領域必須跨越物理和工程之間的障礙，”是德科技量子解決方案規劃負責人 Mohamed Hassan 說。“zheshiyixiangjianjuderenwu。zhelianggelingyutongchangshiyongbutongdeshuyuhemingmingfa。muqian，liangziyingjianshejizhouqikuayueduogelingyudeduogegongju
，yiyizhongbuhexiedefangshi，zaitamenzhijiancunzaiduogechaju

，zhexiechajutongchangyougaoduyilaiyushejishizhishihejingyandeewainulilaitianbu。”

上世紀 90 年代後期的電子係統級工作是嚐試引入新的抽象和新的語言。Synopsys 的 Aitken 說：“它從廣泛的目標開始，最後隻針對以數據路徑為中心和類似的算法簡單的設計。”

對於作為該流程的一部分開發的一些工具，市場確實在繼續增長和發展。“係統級協處理器硬件/軟件協同設計和優化確實開始看起來更像是一種真正的顛覆
，但它具有真正的'回到未來'的味道，”Pryor 說。“當許多係統——尤其是手機——獲huo得de更geng多duo的de異yi構gou計ji算suan架jia構gou時shi，行xing業ye最zui初chu遇yu到dao了le這zhe個ge問wen題ti。產chan生sheng了le一yi些xie好hao的de解jie決jue方fang案an，但dan由you於yu經jing濟ji因yin素su和he工gong程cheng孤gu島dao的de結jie合he而er成cheng為wei利li基ji產chan品pin。過guo去qu 20 年的優化設計、高級綜合、特定領域語言和其他發展可能使該領域比千年更容易處理。”

ESL 也受到不斷增長的 IP 市場的影響。“今天我們看到了工具加 IP 的概念，”Cadence 的 Roane 說。“你會看到處理器 IP、存儲器 IP、互連 IP
、接口 IP，甚至是當今高級綜合所涵蓋的算法內容。但是，如果您查看真正適合高級綜合的設計類型，那就是算法設計。工具加 IP 的整個概念今天已經在發揮作用
，你會看到更多。”

虛擬原型將它的許多部分組合在一起。“特定領域的 EDA 可能有助於生成部分虛擬原型，例如 SoC 中使用的處理器或其他組件，”Codasip 的 Přikryl 說。因此，一方麵，特定領域的 EDA 由(you)虛(xu)擬(ni)原(yuan)型(xing)啟(qi)用(yong)，其(qi)中(zhong)每(mei)個(ge)垂(chui)直(zhi)領(ling)域(yu)都(dou)通(tong)過(guo)適(shi)合(he)這(zhe)些(xie)功(gong)能(neng)的(de)專(zhuan)用(yong)流(liu)程(cheng)顯(xian)著(zhe)加(jia)速(su)和(he)優(you)化(hua)。如(ru)果(guo)我(wo)將(jiang)軟(ruan)件(jian)世(shi)界(jie)與(yu)軟(ruan)件(jian)世(shi)界(jie)相(xiang)提(ti)並(bing)論(lun)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)用(yong)多(duo)種(zhong)語(yu)言(yan)編(bian)寫(xie)代(dai)碼(ma)，並(bing)將(jiang)所(suo)有(you)內(nei)容(rong)在(zai)鏈(lian)接(jie)器(qi)中(zhong)粘(zhan)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)。在(zai)硬(ying)件(jian)領(ling)域(yu)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)。我(wo)們(men)隻(zhi)是(shi)使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)集(ji)成(cheng)方(fang)法(fa)。”

隨著抽象的提出，工作負載變得越來越重要。“多年前，您可以優化布局中的功率，而這正是人們真正能做的
，”西門子的 Hand 說。“然(ran)後(hou)權(quan)力(li)成(cheng)為(wei)綜(zong)合(he)和(he)實(shi)施(shi)權(quan)衡(heng)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。然(ran)後(hou)它(ta)成(cheng)為(wei)高(gao)級(ji)綜(zong)合(he)權(quan)衡(heng)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。現(xian)在(zai)它(ta)已(yi)成(cheng)為(wei)處(chu)理(li)器(qi)優(you)化(hua)權(quan)衡(heng)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)，我(wo)們(men)將(jiang)繼(ji)續(xu)前(qian)進(jin)，它(ta)將(jiang)成(cheng)為(wei)係(xi)統(tong)級(ji)權(quan)衡(heng)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。”

這些工作負載正在推動設計實踐。“超大規模製造商正在進行芯片設計
，因為他們的特定工作負載是獨一無二的，並且不同於他們的供應商試圖瞄準的目標工作負載，”Roane 補充道。“你ni可ke以yi使shi用yong現xian成cheng的de處chu理li器qi來lai完wan成cheng這zhe些xie任ren務wu，但dan在zai功gong耗hao方fang麵mian會hui付fu出chu高gao昂ang的de代dai價jia。與yu自zi定ding義yi實shi現xian相xiang比bi，您nin可ke能neng不bu會hui獲huo得de最zui佳jia性xing能neng。我wo們men今jin天tian看kan到dao很hen多duo超chao大da規gui模mo廠chang商shang都dou在zai進jin行xing芯xin片pian設she計ji，因yin為wei他ta們men試shi圖tu降jiang低di功gong耗hao並bing提ti高gao他ta們men獨du有you的de特te定ding工gong作zuo負fu載zai的de性xing能neng。”

機器學習也在創造一些獨特的流程。“我們看到許多特定領域的架構語言正在被創建，”Aitken 說。“當你從 EDA 的de角jiao度du考kao慮lv它ta時shi，這zhe絕jue對dui是shi一yi些xie定ding製zhi設she計ji方fang法fa的de機ji會hui
，從cong你ni用yong來lai描miao述shu這zhe些xie東dong西xi的de語yu言yan開kai始shi。針zhen對dui特te定ding結jie構gou優you化hua的de綜zong合he流liu程cheng與yu現xian在zai存cun在zai的de綜zong合he流liu程cheng有you何he不bu同tong？你ni如ru何he定ding製zhi一yi個ge將jiang產chan生sheng定ding製zhi塊kuai的de算suan法fa
？”

過去
，許多特定領域的工具都來自初創公司。“他們會看到客戶要求 EDA 無法滿足的需求的機會，”Davidmann 說。“由於 RISC-V 產生的需求以及對處理器驗證生態係統的需求，我們從模擬公司轉向驗證。有少數公司因為客戶需要而構建解決方案，但大型EDA公司還沒有實現這個，小公司正在創造這個
，隨著時間的推移也會有整合。”

這也激發了人們對開源 EDA 的興趣。“使用開源的一個令人信服的理由是能夠根據他們的特殊需求修改工具，”openROAD 的 Feist 說。“這(zhe)可(ke)能(neng)是(shi)為(wei)了(le)安(an)全(quan)或(huo)利(li)用(yong)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)等(deng)功(gong)能(neng)。穀(gu)歌(ge)一(yi)直(zhi)是(shi)開(kai)源(yuan)的(de)大(da)力(li)支(zhi)持(chi)者(zhe)
，這(zhe)並(bing)不(bu)是(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)工(gong)具(ju)對(dui)他(ta)們(men)來(lai)說(shuo)太(tai)貴(gui)了(le)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)他(ta)們(men)想(xiang)要(yao)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)
，如(ru)果(guo)他(ta)們(men)將(jiang)秘(mi)訣(jue)提(ti)供(gong)給(gei) EDA 供應商，那麼每個人都擁有它。”

efabless 已將一個這樣的開源流程（如圖 1 所示）放在一起。

圖 1：基於 OpenROAD 構建的 OpenLANE 流程。資料來源：efables

一些大型 EDA 公司正在順應這一趨勢。“開放標準允許人們插入流程，”Hand 說。“將接口添加到工具中的能力很重要
，學術合作也很重要。傳統上
，這是 EDA 確實需要改進的領域之一。過去曾發生過學術界和 EDA 之間密切合作的案例。在最近的一段時間裏，這種情況已經消失了
，我們需要重新開始。”

一個驅動因素可能是訪問數據。“超大規模用戶花費大量時間收集數據、處理數據並阻止彼此訪問他們的數據，”Aitken 說。“在芯片數據方麵


，考慮片上監視器。您可以在芯片運行時使用這些來收集信息
，並且可以學習一些東西。大型EDA公司不會給你數據。他們為您提供了一種方法來收集您自己的數據並用它做任何您想做的事情。還有一個 ML 風格的角色
，其中相關數據存在於 Synopsys 和用戶群中。例如
，當一個工具或流程有一堆旋鈕時
，當你以不同的方式調整它們時會發生什麼？你從哪裏得到最好的答案？”

Hand對此表示同意。“womenyukehuhezuo，bingzaigongjuzhongtianjialejiekou，shitamennenggoutiquxinxibingjiangqifangrushujuhuzhong。ranhoutamenkeyishiyongyouguanqishejidexinxijinxingzijideshenrufenxi，bingqietamenzhengzaigoujianzijidenengli。zheduiyutamendexuqiulaishuokenengshiduyiwuerde，yinweitamenzhengzailiyongzheyangyigeshishi，jitamenkeyiyingyongyouguanshejideqitaxinxi。womenbuzhidaozhexiexinxi。”他接著說

工具的創建通常需要多個人聚集在一起。是德科技的 Hassan 說：“量子 EDA 被設想為一種軟件和工具
，可以簡化工作流程並實現量子硬件設計的自動化
，無論是基於超導量子位、俘獲離子

、自旋量子位、集成光學器件還是冷原子。” “硬件基礎跨越了廣泛的發展領域，從超導微波電路到光學和集成光子學，這擴大了量子 EDA 的機會，但也使集中精力麵臨挑戰。陡峭的知識壁壘使許多工程師無法進入這個熱門的新興領域，這與當前成熟的 EDA 設計周期的設計方式非常不同
，例如設計集成電路。”

在其他情況下，應用程序領域對現有工具和低點提出了新的要求。“自動駕駛汽車，無論是機器人
、汽車還是飛機，都會帶來一係列全新的要求，”Hand 說。“它增加了新的功能安全方麵，或者對必須在整個流程中進行管理的非確定性的新關注。”

簡單的更改可能會產生重大影響。Aitken 說：“如果您查看多芯片係統，您開始在其中整合常規 CMOS 之外的東西——無論它們是新型存儲器還是來自不同工藝的 CMOS——您就會遇到問題。”“你可以強製一套現有的 EDA 工gong具ju來lai處chu理li它ta，你ni可ke以yi強qiang製zhi一yi套tao現xian有you的de關guan於yu利li潤run應ying該gai如ru何he工gong作zuo以yi及ji簽qian核he應ying該gai如ru何he工gong作zuo的de假jia設she。但dan是shi，當dang您nin想xiang要yao做zuo得de比bi這zhe更geng好hao時shi，您nin真zhen的de應ying該gai重zhong新xin考kao慮lv一yi些xie流liu程cheng，即ji您nin如ru何he為wei信xin號hao
、電源、時鍾等領域構建相當於領域特定 EDA 的內容 ，在一個封裝內跨多芯片係統遷移。這是一種不同於現有 EDA 解決方案的動物。”

這是 EDA 課程的標準。“隨著每一代產品的出現，無論是用於新節點還是用於新應用程序

，EDA 都會得到擴展並創造新的機會，”Hand 說。“就功能覆蓋而言
，今天的 EDA 行業看起來與以往完全不同。它不再隻是一個模擬器
、一(yi)個(ge)綜(zong)合(he)工(gong)具(ju)和(he)一(yi)個(ge)布(bu)局(ju)工(gong)具(ju)。它(ta)已(yi)經(jing)遠(yuan)遠(yuan)超(chao)出(chu)了(le)這(zhe)一(yi)點(dian)。我(wo)們(men)在(zai)底(di)部(bu)添(tian)加(jia)了(le)更(geng)多(duo)內(nei)容(rong)，在(zai)頂(ding)部(bu)添(tian)加(jia)了(le)更(geng)多(duo)內(nei)容(rong)，但(dan)它(ta)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)更(geng)多(duo)可(ke)用(yong)的(de)信(xin)息(xi)為(wei)優(you)化(hua)創(chuang)造(zao)了(le)新(xin)的(de)機(ji)會(hui)。”

它一直是推和拉的結合。“總是有兩種動力，”Roane說。“一個是 EDA 公(gong)司(si)將(jiang)嚐(chang)試(shi)預(yu)測(ce)並(bing)因(yin)此(ci)推(tui)動(dong)的(de)地(di)方(fang)。另(ling)一(yi)個(ge)動(dong)態(tai)是(shi)他(ta)們(men)的(de)客(ke)戶(hu)，即(ji)半(ban)導(dao)體(ti)公(gong)司(si)，將(jiang)根(gen)據(ju)他(ta)們(men)正(zheng)在(zai)做(zuo)的(de)事(shi)情(qing)創(chuang)造(zao)需(xu)求(qiu)拉(la)動(dong)。在(zai)一(yi)個(ge)完(wan)美(mei)的(de)世(shi)界(jie)裏(li)，這(zhe)兩(liang)種(zhong)力(li)量(liang)都(dou)會(hui)對(dui)齊(qi)。就(jiu)它(ta)們(men)而(er)言(yan)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)新(xin)工(gong)具(ju)或(huo)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)功(gong)。但(dan)它(ta)們(men)通(tong)常(chang)沒(mei)有(you)對(dui)齊(qi)。有(you)時(shi)你(ni)會(hui)等(deng)待(dai)那(na)場(chang)完(wan)美(mei)的(de)風(feng)暴(bao)發(fa)生(sheng)。”

今天可能會創建更多的內部 EDA 工具，因為該行業正朝著許多新方向發展。摩爾定律的放緩導致公司關注許多新技術、解決方案和優化
，而這些需求需要時間才能整合成標準流程可以涵蓋的東西。該行業充滿活力
，這隻是增長的一個指標。

（來源：semiengineering）

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