lc卡刷卡機平臺
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芯東西(公眾號:aichip001)作者 | 高歌編輯 | Panken
芯東西10月20日報道,近日,美國EDA公司Cadence正式交付了Integrity 3D-IC平臺。該平臺可以讓SoC(片上系統)設計和封裝團隊協同對系統進行優化,還將設計規劃、物理實現和系統分析功能集成在單個管理界面中,簡化了多種EDA工具的使用。
Cadence稱,這是行業中首款完整的高容量3D-IC平臺,支持所有3D設計類型,支持早期3D堆疊的電熱、功耗和靜態時序分析(STA)功能。
今天,Cadence數字與簽核事業部產品工程資深群總監劉淼和芯東西等媒體進行了深入探討,分享了Integrity 3D-IC的研發背景、具體功能和客戶對這一平臺的評價等。
一、Integrity 3D-IC從系統層面解決3D設計挑戰據劉淼分享,當前摩爾定律正在放緩。為了提升芯片性能,服務器CPU、GPU裸片(Die)尺寸正在逐漸增加,越來越接近光罩極限。
為了提升芯片性能,半導體行業一方面正在繼續推進制程演進,另一方面則在不斷探索、發展2.5D/3D堆疊、chiplet(芯粒)等先進封裝技術。
▲后摩爾時代行業發展
通過先進封裝技術,芯片性能不但能夠被顯著地提升,也能夠為晶圓廠商帶來更小的引線、功耗、封裝尺寸,提升生產良率,減少芯片生產成本。
但是對設計廠商和封裝企業來說,3D-IC會帶來很多挑戰,比如裸片放置與Bump(凸點)規劃、SoC和封裝團隊各自為戰、缺少統一的數據庫、系統級裸片連接驗證、設計復雜程度上升等。
▲3D-IC當前的挑戰
針對這些行業痛點,Cadence推出了Integrity 3D-IC平臺。該平臺集成3D設計規劃與物理實現、早期3D電熱、功耗和靜態時序分析功能,實現從系統層面優化功耗、性能和面積目標(PPA)。
借助該平臺,SoC和封裝設計團隊可以對完整系統進行同步優化、協同,在單一界面管理并實現原生3D堆疊。
二、打通數據庫,實現物理驗證、電源、熱仿真全流程管理劉淼稱,Cadence的Integrity 3D-IC平臺是其廣泛3D-IC解決方案的組成,同時集成了系統、驗證及IP功能。
具體來說,該平臺支持Palladium Z2和Protium X2進行全系統功耗分析;基于小芯片的PHY IP互聯;Virtuoso設計環境和Allegro封裝技術的協同設計;集成化的IC簽核提取和STA。
事實上,通過Integrity 3D-IC平臺,Cadence將自己的Virtuoso設計環境和Allegro封裝技術實現了數據庫的統一,打通了內部工具互通瓶頸。
▲Integrity 3D-IC平臺統一的數據庫
Integrity 3D-IC平臺還集成了Sigrity仿真技術、Clarity 3D Transient Solver電磁場求解器及Celsius Thermal Solver熱求解器,不僅能夠進行系統級連接的3D規劃,還可以展現完整的系統級視圖和Chiplet到PCB板的映射。
此外,Cadence中國團隊提出了Native 3D Partitioning(同構和異構裸片堆疊)方案,能夠有效地提升3D堆疊下的PPA。該技術也體現了Cadence中國團隊成立15年來積累的技術實力。
在系統級分析和簽核流程上,Integrity 3D-IC平臺能夠進行時序分析、物理驗證、電源和熱仿真管理等流程。
▲Integrity 3D-IC早期系統級分析及簽核流程
Integrity 3D-IC平臺還支持3D靜態時序分析Tempus方案。相比2D封裝,3D-IC會顯著地提升Corners(偏差)數量,加大廠商驗證難度和成本。Tempis的快速、自動裸片分析技術(RAID)可以將這一流程壓縮至1/10。
其3D exploration流程可以通過用戶輸入信息將2D設計網表直接生成多個3D堆疊場景,自動選擇最優化的3D堆疊配置。
對于Integrity 3D-IC平臺帶來的系統級PPA優化,比利時微電子研究中心IMEC、光子芯片創企曦智科技和中興微電子等廠商都表達了自己的看法。
IMEC高級Fellow兼項目總監Eric Beyne稱:“根據我們研究團隊在多核高性能設計結果,Cadence Integrity 3D-IC平臺將存儲器集成在邏輯流程,實現了跨芯片(cross-die)設計規劃、設計實現和多Die的STA。”
曦智科技創始人兼首席執行官沈亦晨也談道,Cadence Integrity 3D-IC平臺提供了集成了設計實現和早期系統級分析功能的統一數據庫方案,包括時序簽核和電熱分析。它幫助我們使用光學計算技術加速AI設計,實現下一代創新。
中興微電子封裝與測試部研發負責人孫拓北則稱,Cadence Integrity 3D-IC平臺將優化的中階層設計實現和系統分析完美集成,使其能夠提供滿足超大規模計算和5G通信應用的內存帶寬需求的設計。
結語:Integrity 3D-IC平臺或可有效降低芯片設計成本隨著摩爾定律放緩,先進封裝等成為了提升芯片性能的主要工具。對于芯片設計廠商來說,7nm及以下的先進制程和3D堆疊方案對其設計帶來了巨大的成本和難度挑戰。
本次Cadence的Integrity 3D-IC實現了Cadence各類3D子工具的整合,形成了內部工具系統閉環,減輕了芯片設計廠商的使用難度和成本。這也是EDA行業發展的一大趨勢,未來3D設計工具和人工智能設計工具或許也將進一步整合,降低芯片設計成本。
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