EDA平臺的構(gòu)建與實現(xiàn)

清華信息科學與技術(shù)國家實驗室(籌)(以下簡稱國家實驗室)是科技部于2003年批準籌建的第1批5個國家實驗室之一，依托清華大學籌建。作為國家實驗室基礎(chǔ)設(shè)施平臺之一的EDA(electronic design automatic，電子設(shè)計自動化)平臺，定位于清華大學集成電路設(shè)計領(lǐng)域教育與科研的網(wǎng)絡(luò)化公共平臺，提供了EDA工具應(yīng)用、設(shè)計資源、技術(shù)支持、人才培訓等服務(wù)。

l 建設(shè)EDA平臺的目的和意義

基于硅技術(shù)之上的半導體集成電路技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的核心技術(shù)，半導體技術(shù)的發(fā)展造就了今天的信息化、網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字時代。

隨著集成電路設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，先進的EDA設(shè)計環(huán)境已成為集成電路設(shè)計、人才培養(yǎng)、科學技術(shù)研究必不可少的工具，其中不僅包含計算機硬件、EDA軟件、集成電路設(shè)計資源(IP——intellectual property模塊)、工藝資源，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，還包含更便捷的使用方式和完善的服務(wù)。建設(shè)好一個集成電路設(shè)計環(huán)境，可以為高水平人才培養(yǎng)提供設(shè)計和研究環(huán)境，為相關(guān)領(lǐng)域重大科研項目提供條件支撐，為專業(yè)技術(shù)人才培訓提供實驗條件。

集成電路技術(shù)是一個以多學科為技術(shù)基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)類學科，涉及的學科領(lǐng)域包括半導體器件物理、微電子學、電子學、無線電、光學，以及信息學等學科領(lǐng)域的知識。隨著集成電路的發(fā)展、交叉學科的滲透，在我校進行集成電路相關(guān)設(shè)計、研究的課題組已經(jīng)由微電子所擴展到電子系、計算機系、信研院，甚至工物系、核研院等，同時，由于集成電路設(shè)計技術(shù)日益復(fù)雜，相應(yīng)的EDA軟件十分昂貴，相關(guān)設(shè)計服務(wù)和配套資源對每一個課題組來說也難于到位。因此，建設(shè)一個為學科建設(shè)服務(wù)、為教學科研服務(wù)、軟硬件環(huán)境一流且全面開放共享的EDA平臺意義十分重大。

2 EDA平臺的構(gòu)建

平臺在微電子所“系統(tǒng)集成與專用集成電路技術(shù)研究中心”原有的EDA環(huán)境基礎(chǔ)之上，依托國家實驗室建設(shè)，以高性能的服務(wù)器為依托，配以國際上主要EDA廠商的全線軟件產(chǎn)品，可貫通完成集成電路設(shè)計的全過程，其規(guī)模、完整性與水平都大大超過了以往。EDA平臺組成如圖1所示。

圖1 EDA平臺組成圖

設(shè)備配置：①硬件資源包括服務(wù)器、工作站、磁盤陣列，服務(wù)器有運算服務(wù)器為高性能服務(wù)器，文件服務(wù)器與磁盤陣列連接，及License(許可證)服務(wù)器。②軟件資源包括EDA軟件、IP庫、工藝庫等。其中EDA軟件有Synopsys，Mentor，Cadence公司的全流程設(shè)計工具，工藝庫有SMIC，ShangHua，Hejian，UMC，Charter等代加工廠的線寬從0.6um、0.35um、0.18um、90nm、65nm不等的工藝。③網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括千兆光纖網(wǎng)(包括樓內(nèi)專線網(wǎng))、交換機EDA平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 EDA平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

通過建設(shè)和整合，高性能服務(wù)器與高端的數(shù)據(jù)中心相結(jié)合，形成高吞吐量、高傳輸、處理能力、高可靠性的環(huán)境，同時擁有世界最知名的EDA廠商synopsys，cadence，mentor全套設(shè)計工具，可以提供從系統(tǒng)到電路各個層次的集成系統(tǒng)和專用集成電路仿真驗證能力、系統(tǒng)算法研究和驗證、虛擬原型設(shè)計，直至實際工藝庫支持的專用集成電路芯片物理設(shè)計與制造的完整環(huán)境?？商峁┒鄠€代加工廠的工藝庫以及相應(yīng)的MPW(multi project wafer，多項目晶圓)服務(wù)。服務(wù)器連接校園網(wǎng)，提供24h開放、百人以上的上機環(huán)境，用戶可以在任何時間、任何地點使用服務(wù)器上的EDA資源，也可以本機安裝軟件，通過防火墻獲取許可證來使用。服務(wù)器同時和其他工作站、終端連接構(gòu)成局域網(wǎng)，形成內(nèi)部的設(shè)計環(huán)境，內(nèi)部的設(shè)計環(huán)境包括一個有近30個機位的機房，可滿足信息學院有關(guān)的實驗教學和培訓。

3 EDA平臺的管理模式

平臺針對不同用戶的需求，采取靈活多變的管理模式，提供登陸服務(wù)器和本地裝軟件讀取服務(wù)器許可證2種上機方式。第1種方式是只要在EDA平臺中心服務(wù)器上擁有賬戶的用戶，就可以用臺式或筆記本計算機遠程登陸EDA平臺的服務(wù)器，使用權(quán)限范圍內(nèi)的資源，數(shù)據(jù)可以存放在服務(wù)器上，并保證其數(shù)據(jù)安全。第2種方式為只要是EDA平臺授權(quán)使用軟件許可證的用戶，本地安裝了相應(yīng)軟件，就可以通過網(wǎng)絡(luò)讀取許可證進行使用，使用防火墻屏蔽不安全的服務(wù)，同時不會因遠程訪問而影響速度。

結(jié)合教學實踐和科學研究的不同需求，平臺對用戶采取不同安全級別的管理辦法，進行共享的管理和安全控制，對重要的數(shù)據(jù)增量備份，保證用戶的數(shù)據(jù)安全，對不同用戶在服務(wù)器上分組管理，開放不同的權(quán)限。針對EDA工具種類多、更新快、專業(yè)性強的特點，建立了專業(yè)技術(shù)支撐體系、優(yōu)化的設(shè)計流程、共享單元庫、IP庫和相關(guān)技術(shù)資源庫，成為用戶和EDA公司、代加工廠之間的橋梁，為用戶使用EDA資源提供技術(shù)支持和技術(shù)保障。

基于平臺開發(fā)了信息科學與技術(shù)國家實驗室EDA平臺管理系統(tǒng)，包括EDA軟件計費系統(tǒng)和數(shù)字設(shè)計流程教學軟件等內(nèi)容，提高了平臺的管理水平和效率。其中計費系統(tǒng)通過統(tǒng)計用戶讀取工具許可證的次數(shù)，為收費提供依據(jù);數(shù)字設(shè)計流程教學軟件通過動態(tài)演示一個數(shù)字分頻器的設(shè)計全過程使初

4 EDA平臺的服務(wù)情況

國家實驗室EDA平臺作為清華大學集成電路設(shè)計領(lǐng)域教育與科研的網(wǎng)絡(luò)化公共平臺，提供EDA工具應(yīng)用、設(shè)計資源、技術(shù)支持、人才培訓等服務(wù)，包括：全流程的軟件支持，深亞微米設(shè)計和驗證的參考流程，國內(nèi)外主要代工廠的工藝庫和多項目晶圓服務(wù)，IP庫資源，芯片測試，用戶數(shù)據(jù)的存儲和備份，EDA工具培訓、集成電路設(shè)計初、高級培訓，集成電路設(shè)計服務(wù)。

以2008年為例，用戶涵蓋了微電子所、電子系、信研院、計算機系、軟件學院、工物系等院系以及其他科研單位，其中清華信息學院的用戶約占80%，校內(nèi)其他院系及校外用戶約占20%，科研用約占60%，教學用約35%，社會服務(wù)約5%。

5 結(jié)束語

EDA平臺為學校的集成電路設(shè)計相關(guān)領(lǐng)域提供設(shè)計環(huán)境或者EDA軟件等服務(wù)，支持了教學和科研工作，提高了清華大學集成電路設(shè)計的整體研究實力和水平，滿足了清華大學集成電路設(shè)計領(lǐng)域本科生、研究生教學實踐環(huán)節(jié)的需要。