HP COMPAQ nw8200 バッテリー

Publié le 8 novembre 2011 par szzcz

証技術者は、設計したICのプロパティの試験について、 Dell Inspiron 6400バッテリーSVを用いたアサーションベース検証（ABV）手法であるSVA（System Verilog Assertion）によって行うことができる。SVAでは、詳細な記述ができるほかに、ランダム入力パターンに対する制約を定義したり、カバレッジの解析方法を決定したりすることができる。
Jasper Design Automationのツール「ActiveProp」は、設計した回路のRTL（レジスタトランスファレベル）の記述から Dell Vostro 1000バッテリー プロパティを自動的に生成することができる。そのほかに、VCD（Value Change Dump）やFSDB（Fast Signal Database）形式のシミュレーション結果を準備するだけでよい。
ARMと同社プロセッ Dell XPS M1330バッテリーサIP（Intellectual Property）のライセンシー企業（ライセンスを受けている企業）から成るARM陣営と、Intelをはじめとするx86アーキテクチャを展開するx86陣営による電子機器市場の主導権を巡る争いが過熱している。

　戦端が開かれたのは今から3年前、Intelが第1世代の「Ato Dell Inspiron 1318バッテリーm」プロセッサを発表した2008年にさかのぼる。同社はこのとき、低価格のデスクトップPCやノートPCだけでなく、ARMが支配し続けていた携帯機器の市場にも狙いを定めていることを明らかにした。これに対してARMは2010年9月、IntelとAMD（Advanced Micro Devices）が長年君臨し続けてきたサーバー市場をも対象とするプロセッサコア「Cortex-A15」を発表した。さらに、「CES（Consumer Electronics Dell Latitude E6400バッテリー Show） 2011」（2011年1月）ではMicrosoftが驚くべき発表を行った。Intelとの「Wintel」同盟に終止符を打ち、次期バージョンのWindows OSである「Windows 8」について、ARMとx86両方のアーキテクチャに対応できるようにすると表明したのだ。現在、x86アーキテクチャが優位を占め Dell Latitude E6500バッテリーる半導体エコシステムの中でARMの製品が成功する可能性について議論するには、ARMのビジネスモデルと現在投入している製品について理解する必要がある。

　まず、財政面から見ると、IP開発企業であるARM社は Dell Latitude E6510バッテリー、ライセンシー企業の業績に大きく依存している。ライセンスは、一般ライセンスとアーキテクチャ（命令セット）ライセンスの2つに分かれる。一般ライセンスを所有する企業は、設計済みのプロセッサコアなどのIPを自社のSoC（System on Chip）に組み込むことになる。この場合、製品開発は容易だが、他社製品との差別 FPCBP82化には限界が出てくる。一方、アーキテクチャライセンスを所有する企業は、設計の自由度が高いものの、それに関連するICの設計上の問題も増える。アーキテクチャライセンス企業は、その名前が示すように、ARM命令HP ProBook 4310s バッテリーセットの完全後方互換性を保たなければならない。しかし、それ以外にも、独自の命令セットの開発や、基本回路の変更や拡張を行うことができる。現在、アーキテクチャライセンスを所有している企業としては、Intel、Marvell Technology Group、Microsoft、NVIDIA、Qualcommなどが挙げられるが、その数は少ない。

次に、x86アーキテクチャとの対決におけるARMの主力製品である、アプリケーション処理用プHP ProBook 4720s バッテリーロセッサコア「Cortex-Aシリーズ」のラインアップを見てみよう。最初の製品が、2005年10月に発表された「Cortex-A8」である。Cortex-A8は、2命令を同時に発行するデュアルイシューによるスーパースカラー構造を特徴とする。パイプラインの段数を、既存製品である「ARM11」の8段から1HP ProBook 4710s バッテリー3段に増やすことにより、IPC（Instruction Per Clock：1クロック当たりの命令数）の効率を犠牲にしながらも、処理性能は2.0DMIPS（Dhrystone MIPS）/MHzまで高められている。また、ARM11ではオプションだったFPU（Floating Point Unit：浮動小数点演算ユニット）の性能をさらに高めた他、64ビットのSIMD（Single Instruction/Multiple Data）命令セット「NEON」を備えている。

　 2007年10月発表の「Cortex-A9」は、処理性能を2.5DMIPS/MHHP ProBook 4520s バッテリーzにまで高めた。1コア当たりのパイプラインの段数を8段に減らしたものの、複数命令を同時に発行するスーパースカラー構造とアウトオブオーダー動作を採用することで、IPCの平均値を向上させることに成功している。また、Cortex-A8よりも微細な製造プロセスに対応することにより、最大動作周波数の向上HP ProBook 4515s バッテリや消費電力の低減を実現している。さらに、Cortex-A9以降に発表されたCortex-Aシリーズの製品は、4コアまでのマルチコアに対応するようになった。

　その後、2009年11月には、「ARM9」やARM11を用いている顧客向けに、低消費電力性能を特徴とする「Cortex-A5」を発表している。ただし、現在までにCortex-A5を採用している企業名は明らかになっていない。2010年9月にCortex-A15を発表した後も、AHP ProBook 4510sバッテリ RMは新たなCortex-Aシリーズの製品開発を進めている Jasperでマーケティング担当バイスプレジデントを務めるHolly Stump氏によると、「ActivePropが自動生成するフォーマル（形式的）解析、シミュレーション、エミュレーション向けのアサーションによって、即座にABVを始めることができる」という。ActivePropはスタンドアロンでも使用できるし（図1）、実行時にAPI（Application Programming Interface）を介しIBM ThinkPad T43P バッテリーてシミュレータにリンクすることもできる。複数のシミュレーションを実行すれば、それらの結果からプロパティを自動生成することにより、ABVの精度をさらに高めることもできる。なお、ActivePropの最初のバージョンは、Synopsysのシミュレータに対応している。　 ActivePropIBM ThinkPad T43 バッテリーは、設計した回路データ（RTL記述）を入力すると、そのRTL記述の中から重要なものを抽出して示してくれる。通常、RTL記述からプロパティを生成するためには、RTL記述の機能ブロックにおける重要な信号線などを識別した上で、信号についても注意深く調べる必要がある。ActivePropは、この作業を自動化しているのである。次に、ActivePropは検討用の候補の数を減らすためにプロパティを分類しIBM ThinkPad T42P バッテリー たりまとめたりしたものを作成する。その出力形式は、人間が読める状態で記述されたレポートのほか、SVの制約条件やアサーション、カバレッジなどとなっている。

　 UVMは、検証手法として、制約条件のもとでランダムに生成したHP COMPAQ nw8200 バッテリーテストパターンを使用するランダム検証手法などを採用している。これよって、人手で作成したテストパターンを使用するディレクテッド検証より検証カバレッジを向上させることができる。ただし、生成されたテストパターンの冗長部分を除去することも重要である。
こうした問題に対して、Mentorは、テストベンチのコンポーネントの作成に使用できるテストベンチ自動化ツール「iHP COMPAQ nc8430 バッテリーnFact」を提供している。inFactにおける、テストベンチのコンポーネントの動作は「ルールグラフ」と呼ばれる機能によって制御されている。ルールグラフのルールは、検証中のデバイスの仕様から定義することが可能だ。例えば、業界標準バスインタフェースなどのほか、検証プランから抽出した制約条件を適用することもできる。シミュレーション実行時には、ルールグラフがシミュレータと対話を行い、要求された機能カバレッジを効果的に達成できるように高度なアルHP COMPAQ nc8230 バッテリーゴリズムを適用する。また、inFactは、複数のプロセッサコアを用いた並列処理にも対応している。MentorのBailey氏によると、「あるinFactのユーザーは、同ツールを用いることでカバレッジの達成時間を約1/100に短縮できた。また、カバレッジの割合も向上した」という。

電力レベルが高い場合や出力電圧が低い場合には、2次側のダイオードHP COMPAQ nc8200 バッテリーをFETに置き換えるとよいかもしれない。この構成に対応したTI社のコントローラ IC「UCC28250」の場合、1次側に同ICを配置し、2次側の制御は絶縁境界を越えて行うという方法を採用している。IR社のコントローラIC 「IR11672AS」などは、コントローラICを2次側に配置し、電力供給の状態を検知して、1次側の制御ループとは独立して動作するようになっている。電源のソフトスタートを可能にするたHP COMPAQ 9400 バッテリーめの回路を設けたいと考えるケースもあるだろう。その場合、入力電力が断続的であってもソフトスタート機能が適切に動作するようにしなければならない。コントローラICには、ソフトスタート機能も提供しているものが多い。また、多くのレギュレータIC/コントローラIC は、HP COMPAQ 8710w バッテリー過熱/過電流に対する保護機能も内蔵している。かつては外付けで実現しなければならなかった各種の保護機能が、現在ではIC上に実装されているということであるスイッチング方式のAC-DC電源は、旧来型のリニア方式では得られない高い効率を実現するものとして急速に普及した。しかし、スイッチング方式は、従来は存在しなかった新たな課題ももたらした。結果として、AC-DC電源の設計は、HP COMPAQ 8700 バッテリー従来よりもはるかに複雑なものとなった。では、その課題とはどのようなもので、それを解決するためには、どのような工夫を盛り込む必要があるのだろうか。 Magma Design Automationは、アナログ回路のシミュレータにおいて、いちはやく並列コンピューティング技術の取り込みを図った企業の1つである。同社のカスタム設計事業部門でシミュレーション技術担当バイスプレジデントを務めるK T Moore氏HP COMPAQ 8500 バッテリーは、「当社の『FineSim』は、ネットワークで接続された複数のコンピュータ上でアナログ回路のシミュレーションを並列処理することにより、一般的なSPICEの単一マトリクスで扱える約2万5000個という最大素子数の制限を克服した」と語る。
FineSimの技術は、いわゆるFast SPICEシAcer AS10D5Eミュレータとは異なる。Fast SPICEでは、簡素化したデバイスモデルを使って大規模回路のマトリクス分割を行うために、回路シミュレーションにおいて誤りや精度の低下を招く可能性が高い。Moore氏は、「FineSimでは、素子数が100万個の回路であっても、BSIM（Berkeley Short Channel IGFET Model）を用いるような既存のSPICEシミュレータと同等の解析精度を維持することができる」と説明する。MagmaにAcer AS10D61 AS10D71よると、FineSimは、単一マトリクスの解析を、2台～4台のコンピュータ上で8個～16個のプロセッサコアに分散させることにより、大規模回路のポストレイアウトシミュレーションを実現している。「FineSimは、アナログ回路のシミュレーションに大きな変革をもたらした」とMoore氏は付け加える。

　さらに、同氏は、「Magmaの顧客はデジタル回路中心の検証手法を求めている」と述べる。「大規模Acer AS10D73回路のシミュレーションができるだけでは十分ではない。設計者は回路を構成するすべての素子の波形を見るような余裕がないからだ。問題があるときは波形を見たいが、それ以外のときは問題がないことだけ表示してくれればいいのだ」（同氏）という。もちろん、シミュレーションを行う上で、条件タグをAcer AS10D7E入れることは可能である。しかし、その場合にはデバッグ作業をより厳密に行わなければならない。そうしなければ、設計者は見落としがないかどうかの確信が持てない。Moore氏は、「回路シミュレータを開発する際には、性能や精度だけでなく、顧客がどのような問題を解決しようとしているかについて考える必要がある」と指摘している。
　 Berkeley Design AutomationでプロダクトマーケティングAcer AS10D75マネジャーを務めるSimon Young氏も、「既存の回路シミュレータの処理能力に限界があったことが、顧客にFast SPICEの使用を余儀なくさせた」ことを認める。その一方で、新たなアナログ回路のシミュレータについては異なる意見を示した。同氏は、「28nmプロセスでは、ノイズをはじめ、デバイス上で起こる別の動作についても考慮する必要がある」と指摘する。Berkeley Designは、回路シミュレータ「Analog FastSPICE（AFS）」の過Acer TravelMate 4740Gバッテリー渡解析機能を使ってノイズに関する問題に対処している。同社は、「AFSは1000万個の素子を取り扱える。シングルコアのCPUでの処理速度は、同じ規模の素子数に対応する他社のSPICEシミュレータの10倍に達する」と主張している。半導体ファウンドリ大手のTSMC（Taiwan Semiconductor Manufacturing Co）は、低消費電力の28nmプロセスの設計フローに対応するSPICEシミュレータとしてAFSを認定した。さらにYoung氏は、「Berkeley Designは、有力ファウンドリであるGLOBAcer Travelmate 4740ZバッテリーALFOUNDRIESとの提携も進めている」と述べる。
　技術者が長年問題の解決に努めてきた、ESDの正確なシミュレーションに対応したのが、Apache Design SolutionsのEDAツール「PathFinder」である。同社CEO（最高経営責任者）のAndrew Yang氏は、「既存の過渡解析ツールはESD保護回路における『スナップバック動作』を扱Acer TravelMate 4750バッテリー うことができない」と指摘する。スナップバック動作では、電圧がトリガ電圧を超えるとデバイスのIV（電流‐電圧）特性が反発して、低電圧で同量以上の電流が流れる。「負性抵抗が、既存のSPICEシミュレータで問題となっている収束性の低さを顕在化させる」とYang氏は説明する。　 PathFinderは、ApacheAcer Travelmate 5335バッテリーが開発した非線形過渡シミュレータで、標準的なSPICEモデルで動作する「eSIM」を使っているほか、電源およびグラウンドバスのRLC（抵抗/インダクタ/キャパシタ）素子や基板/パッケージの寄生素子を抽出する機能を備えている。Yang氏によると、「8社の大手半導体メーカーがPathFinderを採用している。PathFinderは、人体帯電モデルやマシンモデル、デバイス帯電モデルなどのESD損傷モデルを使HP COMPAQ 8400 バッテリーって、素子数が100万個以上の回路に対して、レイアウトベースでESDの影響を解析することが可能だ。PathFinderは、TSMCが2010年6月に発表した参照フロー『Reference Flow 11.0』にも含まれている」という。 Mentor Graphicsで検証/試験プロダクトのマーケティングディレクターを務めるSteve Bailey氏によると、「現在、EDAツールにおけるシミュレータの市場は成熟しつつある。同市場の焦点は、迅速かつ完全な検証によって技術者を支援できるようなシミュレータの開発に移っている」という。シミュレータの解析Dell Latitude D530バッテリー速度や精度は、マルチコアCPUを用いた並列処理などの手法によって向上してはいるが、どの手法も特効薬にはなり得ていない。これらの手法を利用するとしても、設計した回路を適切に分割した上で、分割した回路のそれぞれに最適な解析ツールを用いることは容易ではないからだ。
Mentorは、顧客を対象に行った最近の調査で、ハードウエア記 Dell Latitude D510バッテリー述言語と検証言語を統合したHVL（Hardware Verification Language）の1つであるSV（System Verilog）を使用する割合が予想以上に多いという結果を得た。回答者の3/4が、テストベンチの作成にSVを使用している、あるいは使用する予定があると回答したという。また、SVの採用が制限される理由の1つとして、EDAベンダーのツール間において互換性がないことが挙げられた。市販されている検証ツールでDell Latitude D505バッテリーSVを用いる際には、シミュレータとテストベンチのライブラリに互換性があることを確かめる必要がある。

現在、EDA業界は、デジタル回路検証用の基本機能ライブラリについて標準化を進めている。この標準化作業の中で、最も注力されているのが移植性の問題である。Bailey氏によると、「EDAツールの業界団体であるAccelleraがDell Latitude X300バッテリー、最新の機能検証手法の標準規格としてUVM（Universal Verification Methodology） Version 1.0 EA（Early Adopter）を策定できた事実は、複数の企業の検証ツールにおいて最初に導入されたSVをベースにした手法が成熟しつつあることを示している」と述べている。機能検証の標準規格といえば、MentorのAVM（Advanced Verification Methodology）から始まり、続いてMentorとCadenceが共同開発したOV Dell Inspiron 1470バッテリー M（Open Verification Methodology）が登場した。そして、UVMは、OVMをベースに、Synopsysが開発したVMM（Verification Methodology Manual）を規格に取り込んでいる。
Synopsysで検証プロダクトのマーケティングディレクターを務めるMichael Sanie氏は、「当社は、Synopsys Fellowを務めるVMMの専門家のJanick Bergeron氏を代表とするグループをAccelleraに派遣して、UVMの規格開発に向けた取り組みに参加した」と明かす。UVMには、メモリーやメモリーマ Dell Inspiron 1764バッテリーップドレジスタ用のRAL（レジスタ抽象化レイヤ）アプリケーションパッケージなどのVMMの機能が取り入れられている。Synopsysは、2011年5月にも、同社の検証ツール「VCS」でのUVM 1.0 EAのネイティブサポートを提供する予定だという。Sanie氏は、「VCSはすでにOVMをサポートしている Dell Precision M2300バッテリーので、テストベンチの移植のためにUVMをサポートするバージョンのリリースを待つ必要はない」と付け加えた。同氏は、「検証ライブラリ用の基本クラスの記述方法は、ツールの差異化の主な要因にはならない」と考えている。EDAツールベンダーは、今後もシミュレータの解析エンジンの性能向上やデバッグツールの投入によって、優位に立つための競争を続けることが予想される。