新品發(fā)布 | EsseCDC：攻克跨時鐘域亞穩(wěn)態(tài)風險的國產驗證引擎
在異構集成的芯片設計中，跨時鐘域信號傳輸引發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)問題已成為流片失敗的核心誘因。據EDA行業(yè)相關權威報告指出，現(xiàn)代SoC設計中91%的芯片需協(xié)調兩個及以上異步時鐘域，而近25%的流片失敗案例直接源于跨時鐘域路徑缺陷。隨著AI大算力芯片的演進，千級時鐘域網絡與定制化同步器的復雜性，使得傳統(tǒng)檢查工具面臨漏檢率攀升、誤報率居高不下的技術瓶頸。
From: Siemens EDA 2020 Wilson Research Group functional verification study
國微芯正式推出首款芯天成?形式驗證平臺跨時鐘域檢查工具——EsseCDC。該產品以動態(tài)時鐘傳播算法破除時鐘域規(guī)模壁壘，通過時序元件反向推導自動構建完整時鐘傳播路徑；借力同步器語義解析引擎解構多級同步鏈與定制化結構（如脈沖FIFO的使能路徑約束、異步握手的請求-響應時序）；并運用形式化亞穩(wěn)態(tài)檢測模型，突破傳統(tǒng)靜態(tài)分析與仿真的局限，動態(tài)捕獲并精確分析時鐘域同步中的亞穩(wěn)態(tài)風險。
痛點鎖定：三大跨時鐘域驗證危機
現(xiàn)代芯片設計正面臨三大跨時鐘域驗證危機：
域規(guī)模失控：復雜芯片中異步時鐘域已成為普遍存在，但傳統(tǒng)工具難以充分管理時鐘路徑，導致關鍵路徑遺漏風險高；
同步器深度危機：日益復雜的同步結構顯著增加了驗證誤報率，增加了工程辨別成本；
定制結構失效：脈沖FIFO/異步握手等動態(tài)語義約束超規(guī)則庫覆蓋。
三者疊加，極大推升流片失敗率，跨時鐘域信號如同精密齒輪中的“關鍵齒牙”，毫厘之失足以崩壞全局時序。
破局之道：三階技術引擎重構跨域驗證范式
技術研新——算法突破傳統(tǒng)能力邊界
1.智能時鐘傳播引擎：自動化識別，確保時鐘域完整性與規(guī)則覆蓋全面性
傳統(tǒng)局限：依賴人工編寫SDC約束，多衍生時鐘（如分頻器、門控時鐘）易漏檢，規(guī)則覆蓋不全。
國微芯EsseCDC技術突破：
動態(tài)拓撲追蹤：專有獨特算法自動反向追蹤FF/Latch時鐘源，精準識別create_generated_clock場景，大幅降低時鐘遺漏風險（規(guī)則全面）；
沖突智能校驗：實時檢測用戶定義約束與推斷結果的矛盾；
核心功能支撐：全面兼容不同版本SDC、SGDC約束語法，并實現(xiàn)自動推斷時鐘域的CDC檢查，從根源提升檢查完整性。
2. 深度同步器識別引擎：精準解析結構，消除誤報盲區(qū)，提升報告精準度
傳統(tǒng)局限：規(guī)則庫僵化（僅匹配雙觸發(fā)器），對復雜同步器（握手協(xié)議/FIFO）誤報率較高，報告噪音大。
國微芯EsseCDC技術突破：
動態(tài)語義解析：專有獨特算法深度分析控制信號與數據路徑時序邏輯，靈活支持用戶自定義同步深度，精準適配各類同步方案，顯著降低誤報；
跨層級協(xié)同驗證：洞察局部同步器與全局時鐘路徑的交互，徹底杜絕“局部正確、全局失效”的驗證盲區(qū)；
核心功能支撐：支持對report降噪處理，智能忽略不關心的違例，讓工程師聚焦真實問題，支持RTL和Netlist階段的CDC檢查，靈活覆蓋設計流程。
3. 亞穩(wěn)態(tài)融合驗證引擎：超越靜態(tài)分析，捕獲動態(tài)風險，實現(xiàn)高效深度驗證
傳統(tǒng)局限：靜態(tài)代碼分析無法捕獲路徑延遲偏移，收斂問題漏檢率高，深度不足效率低。
國微芯EsseCDC技術突破：
時鐘發(fā)散風險捕獲：量化評估組合路徑延遲偏移，可配置閾值檢查發(fā)散路徑的亞穩(wěn)態(tài)傳播風險；
形式化增強驗證：高效注入亞穩(wěn)態(tài)模型，自動化驗證格雷碼等同步機制的正確性，覆蓋傳統(tǒng)仿真難以觸發(fā)的深層場景；
核心功能支撐：結合RTL/Netlist檢查能力，動態(tài)追蹤跨時鐘域毛刺生成路徑。
【操作流程DEMO演示】
應用場景——從復雜架構到定制協(xié)議的全面防護
1.基礎場景：全自動CDC驗證閉環(huán)
EsseCDC通過時鐘傳播自重構引擎實現(xiàn)千級時鐘域規(guī)模的零遺漏檢查，具備一鍵定位異步時鐘重疊路徑與智能降噪聚焦致命違例的核心能力，有效支撐高性能芯片的跨時鐘域Glitch風險檢測及多時鐘域數據完整性驗證。
2.高階場景：CDC+RDC雙域聯(lián)防體系
協(xié)同價值 | 技術實現(xiàn) | 用戶收益 |
時鐘-復位耦合驗證 | 聯(lián)合檢測復位信號對跨時鐘路徑的干擾 | 避免異步復位引發(fā)的連鎖反應 |
統(tǒng)一調試環(huán)境 | CDC與RDC違例合并分析，路徑可交叉追溯 | 有效減少上下文切換時間 |
3.定制場景：復雜同步架構專項驗證
突破傳統(tǒng)工具局限，基于同步器語義解析引擎實現(xiàn)脈沖FIFO使能窗口約束識別與異步握手協(xié)議建模，并通過開放API集成企業(yè)級私有同步策略，為國產大算力芯片定制握手協(xié)議及低功耗芯片門控時鐘提供專項驗證保障。
生態(tài)賦能——國產工藝深度適配
1.國產工藝庫兼
主流先進節(jié)點適配：針對主流先進工藝節(jié)點的時序特性進行深度優(yōu)化，提供定制化的同步器檢測方案；
國產定制結構強支持：對國內特有的定制化同步結構，實現(xiàn)高檢出率與極低誤報率。
2.國產工具鏈協(xié)
廣泛集成主流平臺：無縫對接主流綜合平臺，自動解析網表拓撲信息；
深度兼容核心工藝約束：融合一線代工廠關鍵工藝約束庫，全面支持核心工藝參數。
協(xié)同謀新：千域萬徑間的國產驗證之力
國微芯營銷中心總經理鄧金斌：“面對千域異構集成帶來的算力挑戰(zhàn)，EsseCDC通過創(chuàng)新的拓撲重構算法重塑時鐘架構——大幅降低時鐘遺漏風險，并運用先進的亞穩(wěn)態(tài)傳播模型量化海量路徑風險。歷經先進工藝實踐驗證的EsseCDC，其高可靠性為客戶的芯片設計提供了堅實保障。依托國產EDA生態(tài)協(xié)同優(yōu)勢，EsseCDC 積極響應客戶的本土化需求——不僅靈活兼容客戶采用的國內自主工藝特性，更能按需定制客戶專屬的企業(yè)級驗證規(guī)則，為國內芯片設計、Fab廠等客戶提供強力支撐。”
一微-芯片研發(fā)總監(jiān) 何再生：“EsseCDC在跨時鐘域檢查方面展現(xiàn)了令人信賴的能力，幫助我們高效定位設計中的時序風險，大大增強了芯片運行的穩(wěn)定性和可靠性。尤其讓我們印象深刻的是，該工具及時預防規(guī)避了某款SOC芯片時鐘樹功能缺失的風險，最終為整個驗證周期與產品的成功上市節(jié)省了大量時間。”
EsseCDC以三大創(chuàng)新引擎突破跨時鐘域驗證瓶頸，有效化解域規(guī)模失控與同步器危機，顯著提升芯片的時序安全可靠性。未來，依托國產工藝生態(tài)協(xié)同與定制化擴展，EsseCDC將持續(xù)賦能半導體產業(yè)，從基礎Glitch檢查到高階雙域聯(lián)防體系，推動行業(yè)向“零風險流片”愿景邁進，國微芯也將持續(xù)助力國產芯片在算力競賽中實現(xiàn)從“跟跑”到“領跑”的跨越式崛起。
