模拟感应改进SOC性能

在当今的片上系统 (SOC) 中，模拟块用于许多地方，例如用于通信的 I/O 单元、用于生成时钟的 PLL、用于将电源电压转换为内部轨电压的 LDO、用于验证外部特性（如温度）的传感器、光、运动等。然而，新的先进设计现在需要向内转向的模拟传感电路来监测它们自身的健康和操作。现在需要模拟感测来监控电路温度、电压、过程变化和其他操作方面。

Analog Bits 的 Mahesh Tirupattur 最近发表了一个演讲，该演讲可供按需查看，其中讨论了 SOC 设计人员在处理大芯片尺寸、电源问题、工艺变化等方面面临的挑战。题为“感知未知：设计芯片的现代方法”的演讲回顾了一个大型芯片案例研究以及传感如何使其操作成为可能。Analog Bits 多年来一直致力于设计片上传感器，并已扩展其能力以解决最先进设计中遇到的问题。

芯片设计人员必须在处理 PVT 变化和电源问题的同时，对每个芯片进行深入研究，以获得最大的性能、面积和效率。如果没有动态调整操作以补偿这些因素的能力，这几乎是不可能的。Mahesh 讨论了 Cerebras 如何使用来自 Analog Bits 的故障检测器来提供有关其大型 AI 处理器中电源运行状况的实时信息。这个 AI 引擎的尺寸为 215 x 215 毫米，拥有 1.2 万亿个晶体管。400,000 个内核分布在一个大芯片上，很容易发生局部现象，从而导致中断。

根据 Mahesh 的说法，解决方案是增加 840 个分布式毛刺检测器。它们作为具有数字接口的完全集成的模拟宏提供。毛刺检测器是用户可编程的，因此可以根据特定设计的需要设置触发电压、毛刺深度和毛刺时间跨度。使用提供的数据，可以抑制瞬时电流尖峰。

Analog Bits 很早就开始在他们的 PVT 传感器上进行创新。它们非常准确，并且以低功耗和小尺寸运行。后来开发了上电复位传感器，以确保内核和 IO 中电源线的稳定性。这些还可以帮助防止掉电。该公司最新的产品系列包括上述电源故障检测器。这些可以邻接并具有自己的集成电压参考。

Analog Bits 也在解决 SOC 时钟问题。再一次，如果没有反馈和动态操作，大型设计中的时钟可能难以管理。Mahesh 谈到了他们的“无封装引脚”技术，该技术将 PLL 从引脚要求中解放出来，并允许在芯片上进行更灵活的放置。这将极大地减少时钟功率分配，节省材料清单，消除滤波器组件并减少测试时间。

Analog bits 已经为工艺节点开发了模拟 IP，从 0.25 微米到最先进的 FinFET 工艺，例如 GLOBALFOUNDRIES、三星和台积电等晶圆厂的 12nm、7nm、5nm 和 3nm。它们总共支持 200 多个流程节点。由于它们开发了广泛的模拟宏，因此它们共享通用功能单元以确保更高的质量和互操作性。重要的是，为了让他们的客户更容易使用他们的商业模式，他们不使用版税模式。

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