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Meilensteine der Elektronik Auch nach 25 Jahren unerreicht: Happy Birthday Virtuoso

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DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH
MicroConsult Microelectronics Consulting & Training GmbH

Virtuoso ist ein Klassiker unter den Design-Tools. Bis heute bietet es den einzigen, vollständigen Design Flow der EDA-Branche für Analog/Mixed-Signal-ICs mit dem höchsten Automatisierungsgrad.

Bild 1: Das Virtuoso-ADE-Verifier-Cockpit von Cadence für die analoge Verifikation.
Bild 1: Das Virtuoso-ADE-Verifier-Cockpit von Cadence für die analoge Verifikation.
(Bild: Cadence)

Vor 25 Jahren wurden die ersten Mobiltelefone gebaut. Gerade in Europa entstanden dadurch mehr Analog/HF-Entwicklungen als sonst wo in der Welt. Die Automobilbranche nutzte bereits Mixed-Signal-Mikrocontroller, etwa im ABS.

In dieser Zeit waren viele analoge Designs relativ klein und wurden überwiegend noch nicht mit den modernsten Prozessen realisiert. Innovative Chips gingen im Laufe der Zeit zudem meist in Spezialmärkte wie Automotive und Medizintechnik.

Diese und andere Märkte veränderten sich drastisch, was einen starken Einfluss auf die Entwicklungsumgebung für analoge Designs ausübte. Regelmäsig spiegeln sich diese Veränderungen in der nunmehr 25-jährigen Historie des EDA-Tools Virtuoso wieder; zuletzt im Sommer 2016 als die Release 7.2 mit umfangreichen Funktionserweiterungen vorgestellt wurde.

Im Automotive-Markt gehören fortschrittliche Fahrer-Assistenzsysteme (ADAS) heute zu den wichtigen Meilensteinen auf dem Weg zu völlig autonomen Fahrzeugen. Und medizinische Systeme erfordern immer umfangreichere Berechnungen.

Diese Trends und ähnliche in anderen Branchen haben eine Reihe von Auswirkungen auf das analoge Design. Erstens werden anstatt der bisher verwendeten kleinen eigenständigen Designs die analogen Schaltungen immer häufiger in Mixed-Signal-SoCs integriert, die zudem große Mengen von digitaler Logik für Berechnungen und die Signalverarbeitung enthalten. Dies bedeutet wiederum, dass analoge Designs eigentlich mit fortschrittlicheren Prozessen, wie 14/16 nm FinFET oder 22 nm FD-SOI, hergestellt werden müssen.

In diesen Prozessen ist die Realisierung von hochgenauen analogen Designs aber nicht wirklich realisierbar. Deshalb erfolgt die Umsetzung der analogen Designs optimalerweise in Form von weniger genauen Lösungen. Durch zusätzliche digitale Logik lassen sich diese durch Halbleiter-Abweichungen verursachten Ungenauigkeiten korrigieren und kompensieren.

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