针对模拟混合信号市场，西门子推出Symphony Pro验证平台。

在日前的第59届设计自动化大会(DAC)上，西门子EDA推出了其下一代混合信号IC验证工具Symphony Pro。
西门子EDA混合信号事业部首席产品经理Sumit Vishwakarma接受了部分媒体的采访，对验证等内容进行了解读。
混合信号芯片设计正在兴起。
显然，混合信号芯片(具有模拟和数字电路的IC)越来越受欢迎。SoC和ASIC设计人员越来越需要混合信号设计。包括物联网、通信、汽车、工控等市场都促成了这种需求。
根据IBS的研究，在物联网、通信、汽车和工业控制领域，工程师正在制造更多的混合信号芯片，85%的设计都是混合信号。
比如5G大规模MIMO无线电中，模拟信号链与数字前端(DFE)混合，雷达系统中做数字射频采样数据转换器，模拟像素读出电路与数字图像相结合的图像传感器信号处理。
其他示例包括通过使用高级混合信号电路来启用PAM4信号，以满足数据中心计算的数据要求。西门子援引市场研究公司IBS(国际商业战略)的数据称，如今85%的设计都是从混合信号开始的。
混合信号验证的挑战
混合信号IC设计的验证是一项具有挑战性的任务，因为验证所需的仿真必须适应模拟和数字仿真领域。Vishwakarma说，这两个地区在许多方面是不同的。数字器件以离散值工作，而模拟电路以连续域工作。
数字处理高(1)或低(0)是一种二进制状态，而模拟电路的节点电压和支路电流可以取任何正值或负值。重要的是，数字仿真可以在几分钟内快速完成，但模拟仿真速度很慢，需要密集的计算，需要几个小时甚至几天才能完成。
当混合信号设计中的模拟信号不在离散高/低阈值范围内时，需要在调试期间捕捉并提供该数据点。
在EDA之前的混合信号验证工具Symphony于2018年发布，它通过使用一种称为实数建模的技术，利用模拟信号的数字近似来捕捉模拟信号信息，从而解决了许多挑战。
这使得模拟能够以100%的数字设计流程和所有要求的速度进行。但是在准确性上有局限性。它假设从模拟到数字再到模拟的转换是完美的，但事实并非如此。Vishwakarma指出，混合信号设计中90%的误差发生在模数变换边界。
考虑到所有这些因素，新的Symphony Pro工具增加了一些方法，以确保收集所有重要的模拟波形数据，并可用于仿真阶段的调试。
Symphony Pro可视化工具架构和流程
Symphony Pro的一个关键特性是它的可视化调试环境。Vishwakarma解释说，可视化的过程包括三个阶段。就像任何一个纯数字仿真器(比如西门子EDA的Questa)一样，第一步是编译阶段，在这个阶段你可以获取Verilog网表并进行编译。第二阶段是优化，工具丢弃所有冗余数据，只保留重要的设计信息来优化设计。
Symphony Pro创建了一个模拟和混合信号数据库，其中包括所有模拟和数字波形数据。这些数据被输入到Visualizer MS调试环境中。
第三阶段是模拟。Vishwakarma说，在模拟阶段，施加激励并运行模拟来产生波形。此时，Symphony Pro创建了一个模拟和混合信号的数据库。该数据库将数字设计信息(数字模块的Verilog和SystemVerilog)和模拟设计信息与晶体管级数据相结合。该数据库还包含所有模拟波形数据。
根据Vishwakarma的说法，Symphony Pro将两个数字和混合信号数据库输入到Symphony Pro的Visualizer调试环境中。Visualizer Debug是一款数字调试工具，附属于西门子EDA的数字仿真工具Questa。但是现在，使用新的模拟和混合信号数据库信息，可以在Symphony Pro的一个新工具中可视化生成的数据，这个工具叫做Visualizer MS(混合信号)。
Visualizer MS提供了许多调试功能。
Visualizer MS调试工具允许工程师构建混合信号层次结构。如下图所示，用户可以使用不同的窗口来分析设计和调试。您可以跟踪混合信号层次结构，并查看SPICE网表和RTL源代码。你只需要双击其中的任何一个，就可以查看相关电路或者Verilog源代码。
Symphony Pro的Visualizer MS调试工具中的许多窗口可用于执行复杂的调试任务。这里显示了四个。
Symphony Pro中的Visualizer MS调试工具提供了多个窗口，允许工程师从不同角度分析混合信号设计。其中包括：
设计窗口——允许您用不同的仿真语言显示带有颜色编码的整个混合信号层次结构。
源代码窗口—允许您查看HDL语言和SPICE中设计模块的源代码。
可变窗口(variable window )-显示所选块中的网络，混合信号网络清晰可见。
示意图窗口-提供设计的连接视图和基于实例的连接。
波形窗口(wave Window )-显示包含BE(边界元素)的波形，带有示意图窗口的反向注释。
逻辑窗口—用于驱动器/接收器跟踪
ms窗口——提供了所有混合信号网络和插入BE的视图。
Symphony和Symphony Pro(西门子EDA之前的工具)的一个重要区别是，Symphony Pro只能配合西门子EDA模拟器使用。相比之下，Symphony与其他供应商的模拟器兼容。
路途遥远，路更好走？
如果说半导体有什么一致的趋势，那就是芯片的集成度越来越高。如今，这意味着位于同一IC上的模拟和数字模块比以往任何时候都更常见。像Symphony Pro这样的工具可能表明，可以更自信、更轻松地完成这些复杂芯片的调试和验证。