Qu’est-ce que l’automatisation de la conception électronique (EDA) ?

L’automatisation de la conception électronique (EDA) désigne une catégorie d’outils utilisés pour concevoir des systèmes électroniques tels que des circuits intégrés et des circuits imprimés. Ces outils aident les ingénieurs dans l’ensemble du processus de conception, de la conceptualisation aux spécifications de conception, en passant par la mise en page et la vérification. L’EDA joue un rôle extrêmement important dans la gestion de la complexité des systèmes électroniques modernes, ce qui permet de concevoir manuellement des circuits de puce informatique qui seraient peu pratiques, voire impossibles.

Pourquoi l’EDA est-elle importante ?

L’EDA joue un rôle très important dans la conception des semiconducteurs, en aidant à :

Réduire la complexité

Les systèmes électroniques modernes, en particulier les circuits intégrés et les circuits imprimés, sont incroyablement complexes. Les outils EDA permettent aux ingénieurs de gérer cette complexité, ce qui permet de concevoir et de fabriquer des systèmes avancés qu’il serait impossible de créer manuellement.

Gain de temps et de coût

L’EDA réduit considérablement le temps nécessaire à la conception et à la vérification des systèmes électroniques. L’automatisation de nombreuses étapes de conception réduit le délai de mise sur le marché et le coût global en réduisant le besoin de prototypes physiques et d’itérations de conception répétées.

Précision et fiabilité

Les outils EDA permettent de détecter et de corriger les erreurs dès le début du processus de conception, en veillant à ce que le produit final réponde aux spécifications et aux normes de performance requises.

Optimisation

Les outils EDA permettent d’optimiser les conceptions pour différents paramètres tels que les performances, la consommation d’énergie et la surface. Cette optimisation est essentielle pour répondre aux exigences strictes des appareils électroniques modernes, en particulier dans des domaines tels que l’informatique mobile, l’électronique automobile et l’informatique haute performance.

Vérification et test

S’assurer qu’une conception fonctionne correctement est un élément essentiel du processus de conception. Les outils EDA offrent de solides capacités de simulation, de vérification et de test, ce qui permet aux concepteurs de vérifier les fonctionnalités, le calendrier et la consommation d’énergie avant la fabrication. Cela réduit le risque d’erreurs coûteuses post-fabrication.

Innovation et évolutivité

Les outils EDA favorisent l’innovation en permettant aux concepteurs d’expérimenter de nouvelles architectures et technologies. Ils prennent également en charge l’évolutivité de la conception, ce qui facilite la création de systèmes plus grands et plus complexes à mesure que la technologie évolue.

Standardisation et réutilisation

L’EDA facilite l’utilisation de pratiques de conception standardisées et de composants de conception réutilisables. Cela favorise l’efficacité et la cohérence entre les différents projets et équipes, ce qui améliore la productivité et le contrôle qualité.

Exigences du secteur

Des secteurs tels que l’automobile, l’aéronautique et l’électronique grand public s’appuient largement sur les outils EDA pour répondre à leurs exigences spécifiques en matière de conception et de fabrication. Les outils EDA aident les entreprises à se conformer aux normes et réglementations du secteur en les aidant à appliquer les règles de conception, à vérifier la conformité aux spécifications et à garantir l’exactitude et la fiabilité des systèmes électroniques. Ces outils automatisent également le processus de vérification par rapport aux normes relatives à l’intégrité du signal, aux interférences électromagnétiques et aux performances thermiques, réduisant ainsi le risque de non-conformité et facilitant les processus de certification.

Types d’outils EDA

L’EDA fonctionne à l’aide d’une variété d’outils qui se divisent en trois grandes catégories : simulation, vérification et conception.

Les outils de simulation simulent le comportement des conceptions électroniques pour vérifier la fonctionnalité et les performances avant de réaliser des prototypes physiques.

Les types d’outils de simulation sont les suivants :

• Simulation fonctionnelle, qui teste l’exactitude logique de la conception
• Simulation du calendrier, qui vérifie que la conception répond aux contraintes de calendrier et aux exigences de performance
• Simulation analogique, qui simule des circuits analogiques pour vérifier leur comportement au fil du temps

Les outils de vérification garantissent que la conception répond à toutes les spécifications et contraintes par le biais de différentes méthodes.

Les types d’outils de vérification sont les suivants :

• La vérification formelle prouve mathématiquement l’exactitude de la conception.
• L’analyse de synchronisation statique vérifie la conception pour détecter les violations de synchronisation sans simuler son comportement.
• L’analyse de puissance évalue la consommation d’énergie de la conception pour s’assurer qu’elle respecte les budgets d’énergie.
   

Enfin, les outils de conception automatisent le placement des composants et l’acheminement des connexions pour optimiser les performances, la surface et la consommation d’énergie tout en assurant la conformité aux règles de conception.

Les types d’outils de conception sont les suivants :

• Des outils de conception pour les tests, qui aident les concepteurs à intégrer des fonctionnalités de test dans leurs conceptions, ce qui facilite le test et le diagnostic des défaillances du matériel manufacturé.
• Outils de conception de signaux analogiques/mixtes, conçus pour concevoir et simuler des circuits de signaux analogiques et mixtes.
• Les outils de conception au niveau du système, qui permettent aux concepteurs de travailler à un niveau d’abstraction plus élevé, modélisent et simulent des systèmes entiers pour évaluer leurs performances et leurs interactions avant le début de la conception détaillée.

Les produits EDA sont généralement des logiciels, mais le matériel est couramment utilisé lorsque les entreprises exigent des performances extrêmement élevées.

Tendances et défis de l’EDA

Les outils EDA s’appuient sur les données pour fonctionner correctement, et comme tous les autres outils liés aux données, les outils EDA sont souvent confrontés à des difficultés concernant la quantité et la variété des données qui leur sont transmises à tout moment.

Ces défis sont ensuite transférés au fabricant et aux fournisseurs EDA sous la forme de :

• Un délai de mise sur le marché plus lent en raison des constructions et des régressions qui prennent trop de temps 
• Complexité de gestion et manque de productivité en conséquence, car les équipes informatiques sont limitées en ressources
• Augmentation des coûts des infrastructures applicatives qui fonctionnent toujours sur un stockage traditionnel, qui n’a pas la capacité nécessaire pour les charges de travail EDA

Ces défis bouleversent le visage de l’EDA telle que nous la connaissons, ce qui incite les fabricants et les fournisseurs d’EDA à repenser leur façon de faire.

Et vous devez également tenir compte de certaines tendances.

AI et EDA 

La tendance la plus importante dans l’EDA est actuellement l’incorporation de l’AI ce qui entraîne d’autres défis.

Les flux de travail EDA (Electronic Design Automation) optimisés par l’AI exigent des performances de stockage variables pendant la vérification de la conception. Un stockage surchargé peut entraîner des retards, gênant les processus de développement. De plus, les opérations d’AI et l’utilisation intensive des GPU graphiques augmentent l’empreinte du datacenter et la consommation d’énergie, ce qui augmente les coûts en raison d’un excédent d’espace rack et risque d’interruptions de service. Les infrastructures de datacenter traditionnelles peinent à prendre en charge les charges de travail dynamiques requises par les applications modernes pilotées par l’AI.

À la lumière de tout cela, les services informatiques dépensent désormais plus à mesure que leur infrastructure est surprovisionnée pour atteindre une évolutivité plus élevée. La conception de puce inférieure Sub-10nm est désormais la norme, mais ce processus génère une énorme quantité de fichiers pendant les différentes phases du flux de travail. Ces fichiers nécessitent un stockage de données haute performance et grande capacité. De plus, les temps de vérification et de simulation sont devenus imprévisibles, la complexité de la conception augmente et les charges de travail de conception sont exécutées dans des environnements de cloud hybride.

Tout cela, c’est créer une tempête parfaite qui exige une nouvelle façon d’examiner comment les entreprises EDA stockent et gèrent leurs données.

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Pure Storage et EDA

Des entreprises comme Silicon Labs utilisent Pure Storage pour une bonne raison : Nous savons comment relever les défis de l’EDA mentionnés ci-dessus. Pure Storage FlashBlade//S™ accélère les créations EDA, les régressions et les cycles de tapeout en exécutant en parallèle davantage de projets de conception de semiconducteurs.

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