模擬混合驗(yàn)證官︱Table Model是什么？可以和大數(shù)據(jù)聯(lián)系起來

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除了剛才介紹的 Model 的級(jí)別，還有一個(gè)非常另外的一種思路，“TableModel”的存在，它有點(diǎn)類似于大數(shù)據(jù)的概念。傳統(tǒng)的 Model，尤其需要用 Analog 仿真器的 Model，一般都先是根據(jù)器件的物理特性做的參數(shù)，有物理的概念在里面，還要考慮高階效應(yīng)，更要考慮 Model 的數(shù)學(xué)表達(dá)式的連續(xù)性和光滑性、使得盡量少的出現(xiàn) Convergence 的問題。所以有時(shí)候和 Silicon 的吻合程度就不一定那么高。

而 Table Model 呢？我才不去想那些亂七八糟的各種物理學(xué)特性呢，我直接把 Silicon 測(cè)試出來的數(shù)據(jù)都列舉出來，建立一個(gè)數(shù)據(jù)，你在什么樣的溫度、電壓下有什么 Silicon 數(shù)值表現(xiàn)，我就直接寫到表格里面；到時(shí)候仿真器用的時(shí)候直接查表就行了。或者我才不 Care 你電路是怎么用 Transistor 大器來，也不管你是一個(gè)比較器，還是一個(gè) Amp，我只關(guān)心你輸入什么值，能輸出來什么值就行了；至于他們之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式關(guān)系，你以前是可以用 VerilogA、VerilogAMS 寫，而在我這里，你不用想他們的數(shù)學(xué)表達(dá)式了，我不在乎！我有表，一表在手，有 input 有 output。

看看 Table Model 的表現(xiàn)，你是不是想起來一本書？那就是《大數(shù)據(jù)時(shí)代》，它的作者舍恩伯格就曾經(jīng)指出過一條有意思的理論，那就是在當(dāng)今信息和數(shù)據(jù)極大豐富的時(shí)代，咱們?cè)谥鸩椒艞墝?duì)因果關(guān)系的過分渴求，取而代之去關(guān)注“相關(guān)關(guān)系”；也就是說不需要知道“為什么”，而是強(qiáng)調(diào)知道“是什么”。不去看量子力學(xué)的各種效應(yīng)，不去想 MOS FET，電容電阻的物理特性，只是根據(jù)實(shí)際測(cè)試到的 silicon 的數(shù)值，直接做一個(gè)數(shù)據(jù)庫，當(dāng)外界加什么電壓、有什么溫度時(shí)候，就來什么對(duì)應(yīng)的輸出電流等。這就類似于大數(shù)據(jù)的概念，不關(guān)心為什么，只在乎是什么。用互聯(lián)網(wǎng)的里面的熱詞，來理解半導(dǎo)體行業(yè)，我自己寫出來的時(shí)候也是醉了。

當(dāng)然 Table 不可能窮盡所有的數(shù)據(jù)，所以對(duì)于沒有在 table 里面的數(shù)據(jù)，仿真器需要插入數(shù)值(interpolate)或者外推推斷數(shù)值(extrapolate) ，這也是一個(gè)技術(shù)活，我們以后有空可以講講?？傊?，TableModel 可以做的和實(shí)際的 silicon 測(cè)試出來的數(shù)據(jù)一模一樣了；不過它也有短板，那就是連續(xù)性和光滑性，畢竟它是分離的數(shù)據(jù)。對(duì)于 Digital 自然是喜歡的，Analog 仿真器還是需要處理。

4.Model 前一定要 plan！plan！plan! ?
花了這么大的篇幅介紹完了 Model 的種類、讓大家對(duì) Model 的花樣心中有數(shù)之后，我再回過頭來強(qiáng)調(diào)一件事情，那就是做 Model 一定要 Plan！好多 Model 的教材，都會(huì)把 Plan 作為第一章節(jié)的頭等重要事情強(qiáng)調(diào)一遍，可見其是多么重要。而我把 Plan 放在這里，就像是你去商店買手機(jī)，我先給你介紹完蘋果、華為、小米的各種好壞處，讓你有一個(gè)大致了解之后，再去真正想你所關(guān)心的是什么；也就是你做 Model 到底想“洞見”什么。這也是戰(zhàn)略性的事情，要想，想清楚。

做 Model 前一定要 plan！plan！plan!? 重要事情說三遍。Plan 這種事情，說起來很容易，大家也大概知道是什么意思。但是這個(gè)東西又有時(shí)候比較虛，你學(xué)習(xí)了一句語法怎么寫，然后你盡快應(yīng)用到了實(shí)際中，這種療程短、見效快，所以喜聞樂見。但是 plan 呢，你讀了 plan 的大致內(nèi)容，Cadence、老板等也教了你一些方法，但是這些都是療程長(zhǎng)、見效慢的東西，沒有日積月累，很難突破。但是這種就像是電腦的操作系統(tǒng)，在最底層，平時(shí)看起來最不起眼，但是這種東西一旦升級(jí)好了，就是融會(huì)貫通，就是“質(zhì)”的飛躍。

Model 是有好多好處，把仿真速度提高、把精度提高、可移植性(Portability)好、能夠在項(xiàng)目初始階段就做整體仿真、能讓數(shù)字模擬工程師結(jié)合起來，讓軟硬件工程師結(jié)合起來…問題是你最關(guān)心的是什么？哪個(gè)級(jí)別的 Model 是你所需要的，是你的 DVPlan 里面最最在乎的？

包括整個(gè) IC，在做設(shè)計(jì)的時(shí)候，要做好 Block 劃分；非常復(fù)雜的 blocks 要在細(xì)分可以 manageable 的 sub-blocks;如果一個(gè) Block 準(zhǔn)備用 Model 代替了，那么這個(gè) Model 下面，就基本不要再包含電路了。如果一個(gè) Block 的 transistor level 的各種 detailed 的信息都很重要，那就不用 Model 了，直接用 schematic 好了；如果做 Model，一定要搞清楚為了啥。一定要想清楚 DV 在這里是 Test 什么的，Model 到能夠 Test 就行了。

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Model 是否需要統(tǒng)一的規(guī)范？因?yàn)槟憬裉熳鰝€(gè) Model，明天還想著 Reuse 呢。但是一旦想統(tǒng)一規(guī)范，可能就需要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間和精力，你們項(xiàng)目允許么？長(zhǎng)遠(yuǎn)看值得付出不？哪些 Model 不要弄？例如對(duì)于非線性的 Non-linear 可能要考慮下是否可以轉(zhuǎn)化為線性的。對(duì)只有弱相關(guān)的東西(weak dependencies)可以近似成一個(gè)常數(shù)；對(duì)于 delay，除非對(duì) Function 比較重要，否則一般都不需要 Model。如果進(jìn)入一個(gè) Model 的 inputcontrol/signal 不符合 Model 里面的預(yù)期，是否就要有 assertion，就要報(bào)錯(cuò)。

總之，哪些要 Model，哪些不 Model，Model 到什么級(jí)別，Model 和 Design 的關(guān)系等等，都需要 Plan。下手吭哧吭哧具體干活前，把 Plan 想清楚，才能讓功夫花在刀刃上。我挺喜歡獵豹傅盛有篇文章里面提到的一個(gè)圖（見下），做事情把想法想清楚，Plan 做徹底，那么在相同的時(shí)間內(nèi)，行動(dòng)的斜率就高、收獲就大。所以做 Model 前一定要 Plan！
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5. 對(duì)寫出來的 Model“不”做驗(yàn)證，就是耍流氓
只寫出來 Model，而不對(duì) Mode 進(jìn)行驗(yàn)證，這就是耍流氓。就像只生孩子、不養(yǎng)孩子，這就是耍流氓。

對(duì) Model 的驗(yàn)證，包括利用相同的 TestBench，對(duì)于 Model 和 Schematic 出來的結(jié)果的驗(yàn)證。驗(yàn)證 Model 和電路類似，有 Block 級(jí) Schematic 和 Model 的吻合，還有 Sub-System 能夠能通暢的利用 Model 仿真、以及 Model 和 Sub-System 的吻合。更有 Model 和整個(gè) Top 的吻合度。當(dāng)對(duì) Schematic 做各種加法、形成 Model 的時(shí)候，其實(shí)在項(xiàng)目中，很多時(shí)候是在流片回來之后，為了和測(cè)試吻合，把 Schematic 上面加各種東西而形成的 Model。

6. Model EDA 方面，Cadence 有 SMG 和 amsDmV 工具
Cadence 確實(shí)給了很多 Model 的例子。如果大家用的是 Cadence 家給的工具的話，以下路徑就有例子：
/ICXXX/tools/dfII/samples/artist/bmslib

SMG
Cadence 為了能夠讓喜歡”Graphical”的 Analog 工程師寫代碼方便點(diǎn)，開發(fā)了一個(gè) Schematic Model Generator 的工具，在 Virtuoso 里面：CIW--> tools --> Behavior Modeling --> Schematic Model Generator。

它的主要好處是把一些 pin，你自己定義好了，他們給你最規(guī)范的 code；另外就是提供了一些很多內(nèi)置的 Model 的小模塊 BBT(BuildingBlock Text),其實(shí)就也是一些 example 的 code，然后讓你自己根據(jù)自己的 schematic，利用這些 BBT 積木，去搭建城堡。

不過，注意，請(qǐng)注意，工具目前還是不能完全支持一個(gè)“schematic 進(jìn)、code 出”的 So 智能的活兒；參見 Cadence 給的下圖。ADVer，你們做 Model 的工作，暫時(shí)計(jì)算機(jī)還是代替不了的。

amsDmv
前面說過了，不做驗(yàn)證的 Model 上來就用，這就是耍流氓。所以做 Model，肯定要和 Schematic 去吻合。用相同的 TB 打打，看看關(guān)心的結(jié)果是否符合預(yù)期。問題是很多 Schematic 經(jīng)常變，Model 本來做完了，可以伸伸懶腰打打哈欠，大功告成了；結(jié)果 Designer 又變化東西了；怎么讓這種反復(fù)迭代輕松點(diǎn)？Cadence 又給了一個(gè)工具，叫 amsDmv(AMS Design and Model Validation)：在 Virtuoso 里面：CIW--> tools --> Behavior Modeling --> Model Validation。

它可以利用 ADE 的結(jié)果，去比較你關(guān)心的 schematic 和 Model 仿真的波形，可以設(shè)置兩者結(jié)果比較的精度 tolerance，以及踢掉不想比較的東西(exclude)等；更可以做最基本的 Pincheck 等。

以上兩個(gè) Tool，調(diào)查周圍朋友的結(jié)果是：用的人很少。Cadence 的一些培訓(xùn)教材也把它們標(biāo)志成 Optional 的章節(jié)。

小結(jié)
以上就是本次文章關(guān)于 Model 的整體概述。感謝朋友們對(duì)本文的建議和意見；歡迎更多公眾號(hào)朋友提供反饋（可惜我還木有被微信團(tuán)隊(duì)認(rèn)定為原創(chuàng)公眾號(hào)啊，所以只能消息留言了；微信公眾號(hào)背后的神秘團(tuán)隊(duì)，請(qǐng)審核我是原創(chuàng)！）。下期節(jié)目我們將深入一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，談一個(gè)在 VerilogAMS 和 RVM Model 中，發(fā)揮著重要作用的一個(gè) KeyWord，叫 Wreal。

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，不經(jīng)允許，不得轉(zhuǎn)載！

系列匯總：

之一：談模擬混合信號(hào)設(shè)計(jì)驗(yàn)證？先從這個(gè)職位說起吧！

之二：DV 這個(gè)職位不是說服了老板就能招到人！

之三：DV 說"鬼知道我經(jīng)歷了什么？”

之四：模擬混合驗(yàn)證如此重要，ADV 的前輩們也非等閑！

之五：Model 的本質(zhì)目標(biāo)就是“時(shí)間+精度”

之六：做 Model 就做兩件事：做加法、做減法

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