ARM® 社とシノプシスはこれまで 20 年以上にわたって協業を続け、最先端の ARM プロセッサ・コアに対応した設計ソリューションをいち早 く提供する取り組みを展開してきました。今後も ARM ベース・デザインに最高クラスのソリューションの提供を続けるべく、このたび両社が 合意したさらなる協業関係の拡大について、シノプシスの戦略的提携担当ディレクタ、Phil Dworsky がご説明します。 この継続的な協業により、設計チームは最新の ARM IP に最適化されたシノプ の協業は ARM 社初の合成可能コア、ARM7-S および ARM9-S プロセッサの シスの開発ツールを利用可能となり、開発コストと開発期間を削減しながらこ 開発でした。その直後に、事前検証済みのインプリメンテーション・スクリ れまで以上に優れた性能・消費電力・面積の目標を達成していただけます。 プトとマニュアルを組み合わせたリファレンス・メソドロジを発表し、シノ Implementations（RIs）とシノプシスの Galaxy デザイン・プラットフォー デザインに向けたシノプシスのテクノロジ・ソリューションは、単なるイン ムのツール群を用いることにより、SoC の早期最適化が可能になります。 プリメンテーション・フローの域を超え、アーキテクチャの解析と最適化、 完全な実装例として提供されるこれら RIs のスクリプトにより、最先端のプ 機能検証、エミュレーション、仮想および FPGA ベース・プロトタイピング ロセス技術と ARM プロセッサを用いた設計も Galaxy デザイン・プラット まで幅広くカバーするようになっています。 フォームの最新のツール機能で容易に実現できます。 現在、最先端の ARM ベース SoC の 2/3 以上がシノプシスのツールで設計され ARM IP ベース・デザインの結果品質を改善するために最適化したシノプシ ています。シノプシスは大手半導体メーカー数百社と継続的な協業関係にあ スのソリューションには、以下のものがあります。 り、最近の例では AMD 社、株式会社ソシオネクスト、STMicroelectronics 社 との協業で成功を収めました。 ● Graphical、IC Compiler お ● とメソドロジを設計プロジェクト開始時点から利用可能になります。 ARM プロセッサ向け VDK（Virtualizer Development Kit）：ARM 社提 供の Fast Model を使用し、ハードウェア完成の最大 12 ヵ月前からソフト ウェア開発が可能 設計チームにとってのメリット ARM 社とシノプシスの協業の最大の目的は、お客様が問題に直面する前に 両社の協力によりこれらを発見して解決しようという点にあります。 ARM 社とシノプシスの協業の成果は、Galaxy デザイン・プラットフォーム、 検証編 ZeBu エミュレーション・ソリューション：エミュレーションの高速化に より、ARM ベース SoC の早期ソフトウェア・ブリングアップを支援 ます。市場投入前の ARM IP にシノプシスが早期アクセスできるようになる Support Q&A の利用をサポート ● フィジカル編 シ ノ プ シ ス の 検 証 用 IP、ZeBu Transactor、Verdi Protocol Analyzer：最新の AMBA 5 CHI 規格を含む ARM AMBA インターフェイス ARM パートナー各社に配布するとともに、ARM IP とシノプシスのツールお Support Q&A ● この協業により、シノプシスは最適化したツール・スクリプトを開発して 論理合成編 性が向上 アクセスできるようになります。 Support Q&A ど、ARM Cortex プロセッサのネイティブなサポートによりデバッグ生産 たスタンダードセル、メモリー、POP™ IP を含む）に市場投入前の段階から 最新技術情報 Verdi デバッグ・プラットフォーム：ARM ベースのシングルおよびマルチ コア SoC において高いデバッグ生産性を実現する新しい Verdi HW/SW な テム IP、ARM Artisan フィジカル IP（ARM CPU / GPU コアに最適化され ことで、最新の ARM コアを製品設計に採用する場合も最適化されたツール VCS 機能検証ソリューション：最高のシミュレーション性能を発揮し、 ARM プロセッサの検証生産性が飛躍的に向上 ● Technology Update ● ® よびフローを活用していただくためのトレーニングを実施できるようになり び IC Compiler II、PrimeTime、IC ツールなど 結しました。これにより、シノプシスの開発チームは最新の ARMv8-A およ び ARMv7-A Cortex® プロセッサ、ARM Mali™ GPU、ARM CoreLink™シス よ Validator、Power Compiler、DFT Compiler、DFTMAX、SMS / SHSテスト・ 協業関係の拡大 シノプシスは先ごろ、ARM 社との協業をさらに拡大する複数年の契約を締 Galaxy デ ザ イ ン・プ ラ ッ ト フ ォ ー ム の ツ ー ル 群：Design Compiler Partner Highlight た と え ば、ARM プ ロ セ ッ サ、ラ イ ブ ラ リ、POP IP の Reference Customer Highlight プシスのインプリメンテーション・ツールを用いて性能・消費電力・面積 （PPA）の目標を短期間で達成できるようにしました。以来、ARM ベース・ What's New in DesignWare IP? ARM 社とシノプシスには 1990 年代以来、長い協業の歴史があります。最初 Industry Trend シノプシス 戦略的提携担当ディレクタ Phil Dworsky News Release 最先端の ARM ベース製品の設計課題を解決する ARM 社とシノプシスの協業 ニュースリリース Partner Highlight ● Platform Architect MCO：ARM ベース・システムの消費電力と性能の 解析および最適化が SoC アーキテクチャ定義の早期段階で可能 ● HAPS FPGAベース・プロトタイピング：高性能な物理プロトタイピング・ システム（例：25MHz Cortex-A57 + Cortex-A7 MPCore™ SoC）により、 ARM CPU および GPU を用いたデザインのハードウェア / ソフトウェア統 Verification Continuum プラットフォーム（Verification Compiler、エミュ 合とバリデーションにかかる期間を短縮 ARMベース・デザインに最高の結果品質をもたらすこれらの最先端ソリュー レ ー タ の ZeBu、FPGA ベ ー ス・プ ロ ト タ イ ピ ン グ・シ ス テ ム の HAPS、 ションに加え、シノプシスは世界各地の設計チームに対してアプリケーショ SoC ア ー キ テ ク チ ャ 設 計 / 解 析 ツ ー ル の Platform Architect MCO、 ン・エンジニアによるご支援もご提供しています。開発期間のさらなる短縮 Virtualizer Development Kit）など、設計のあらゆるフェーズをカバーする を希望されるお客様には、長年にわたって数百のカスタマー・デザインで成 シノプシスのツールに反映されます。 功実績のあるメソドロジを利用した専門のコア最適化サービスをご提供して います。 15 Partner Highlight 最先端のARMベース製品の設計課題を解決するARM社とシノプシスの協業 前ページより続く 14nm FinFET および 28nm FD-SOI の製造実績 ● シノプシスの統合型設計フロー ● 初期の試作シリコンから量産対応まで STMicroelectronics 社 Cortex-A57 / A53 big.LITTLE™ SoC 2013/11 Samsung 社 Samsung 社 Samsung 社 カスタマー・デザイン 2014/05 製品 B 19M セル 2013/12 ARM 社 ARM 社 USB 3.0 / 2.0 femtoPHY 2013/12 製品 A Cortex-A7 / A15 MPCore™ テスト / リペア内蔵の デュアル 2013/09 組込みメモリー Cortex-A9 SoC 2012/09 2012/06 ARM 社 STMicroelectronics 社 Samsung 社 製品 C 19M セル 2014/05 ARM 社 ARM 社 図 1. パートナーとの協業の実績 貴重なノウハウを文書化 効果的なメソドロジを導入していただけます。また、これら書籍の多くは日 本語版と中国語版も用意されています。 シノプシスはメソドロジ開発の協業を通じて蓄積した経験とベスト・プラク ティスを ARM 社との協力のもと書籍化しており、これらは現在、業界標準の 技術文書として定評を確立しています。既刊書には以下のものがあります。 最近の成功事例 シノプシスのツールと ARM 社の IP がより緊密に統合され、最先端の FinFET ● Reuse Methodology Manual： http://www.amazon.com/gp/product/0387740988/ref=s9_simh_gw_p14_i1?p ● ● ● ター、ネットワーキングなど多くの市場での製品設計に大きなメリットがも RH1&pf_rd_t=101&pf_rd_p=470938811&pf_rd_i=507846 たらされます。図 1 は、Samsung 社および STMicroelectronics 社の最先端 Low Power Methodology Manual： テクノロジを利用したデザインの過去数年の成功実績を示したものです。こ http://www.synopsys.com/Community/Partners/ARM/Pages/LPMM.aspx こからも、パートナーとの協業の重要性が見て取れます。 Verification Methodology Manual： http://www.amazon.com/Verification-Methodology-Manual- ここからは、ARM 社とシノプシスの協業によって実現する ARM ベース・デ SystemVerilog-Bergeron/dp/0387255389/ref=pd_sim_b_9 ザインに最適化された実証済みソリューションの最近の実績として、ARM Verification Methodology Manual for Low Power： TechCon™ 2014 で発表された 3 つの事例をご紹介します。 FPGA-Based Prototyping Methodology Manual： http://www.synopsys.com/prototyping/fpgabasedprototyping/fpmm ● 計フローが提供されることにより、ウェアラブル、モバイル、データセン f_rd_m=ATVPDKIKX0DER&pf_rd_s=center-3&pf_rd_r=1YV987XQHM6T5Q0FQ https://www.vmmcentral.org/vmmlp/vmmlp.html ● プロセスから成熟したプロセスまで幅広いプロセス技術に対応した最適な設 Better Software. Faster!： http://www.synopsys.com/prototyping/virtualprototyping/vp-book AMD 社：ARM Cortex-A57 ベースのサーバ SoC のテープアウトに成功 AMD 社は先ごろ、64 ビット ARMv8 アーキテクチャに基づくデュアルコア Cortex-A57 プロセッサを用いたサーバ SoC のテープアウトを完了しました。 このチップは、ARM 社の Artisan ライブラリを用いて GLOBALFOUNDRIES® 社の 28nm プロセスで製造されています。AMD 社の設計チームは、入念に 作成したメソドロジに従うことによって厳しいスケジュールの中で周波数と 16 これらの書籍は紙媒体での提供だけでなく、ほとんどが無料ダウンロード可 電力効率の高い目標を達成し、予測可能なクロージャを実現しました。この 能な電子書籍としても提供されていますので、設計コミュニティ全体でベス メソドロジの成功の鍵となったのが、シノプシスのGalaxyデザイン・プラッ ト・プラクティスを共有し、ARM ベース・デザインに関する最も効率的かつ トフォームのツール群です（図 2）。 News Release 品質なソフトウェアをより早期に利用できるようになり、ハードウェアとソ ニュースリリース 完成する数ヵ月前にソフトウェアの開発を開始しました。この結果、より高 まとめ フトウェアの統合作業も改善されました。 + 高機能なシノプシス社のツールセット VDK を利用して HW / SW 協調開発を行うことで、ローパワー制御の正確な + サーバ SoC に関する AMD のノウハウ インプリメンテーションと検証（ドライバの機能が目標仕様と一致している = クラス最高の ARM ベース・サーバ SoC かの確認）、Linux とパワー・マネジメント・システムの接続が可能になり、 最終的なハードウェア RTL または実チップが完成する前に完全な機能を開 ARM サーバー・エコシステムを 10 ヵ月で立ち上げ 発してパワー・マネジメント・システム・ファームウェアをデバッグするこ 社はパワー・マネジメント、ドライバ、リアルタイム OS、Linux カーネル、 OpenCL / OpenGL フレームワークを含め非常に多くのソフトウェアのブリ ングアップに成功しました。 株式会社ソシオネクスト：組込みプラットフォーム SoC STMicroelectronics 社：ARM Cortex-A57 / A53 プロセッサ・サブシステム STMicroelectronics 社は、RTL アセンブリからサインオフ・クロージャま What's New in DesignWare IP? とができました。これにより開発期間が約 3 ヵ月短縮され、ソシオネクスト 図 2. AMD 社がまとめた ARM 社とシノプシスの協業のメリット Industry Trend 最先端の ARM IP でに対応した、完全なサブシステムをインプリメントするための先進のフ ロ ー を 開 発 し ま し た。こ の フ ロ ー を 利 用 す る と、ARM Cortex-A57 / SoC を短期間で開発、リリースすることを目標としていました。この目標を Cortex-A53 プロセッサ・ベースの SoC 設計においてデザインの複雑化に 達成するにはハードウェアとソフトウェアの開発を同時に進行させ、ハード 対処しつつ、電力効率と性能の目標を高いレベルで達成できるようになり ウェアが完成する前にソフトウェアのニーズに応える必要があります。ソシ ます。 Customer Highlight ソシオネクスト社は、組込みアプリケーション向けの高性能かつ高品質な オネクスト社は FPGA ベース・プロトタイピングとバーチャル・プロトタイ STMicroelectronics 社によると、テープアウト実績のあるこのフローはシノ フトウェアの早期ブリングアップ、デバッグ、テストを実施し、開発スケ プシスのクラス最高のソリューションを使用して高い生産性を実現していま ジュールどおりに顧客の要求仕様を満たすことができました。このアプロー す。特に、DC Explorer による高速 RTL プロトタイピング、IC Compiler によ チ に よ り、ソ シ オ ネ ク ス ト 社 は ARM Cortex-A15 / Cortex-A7 お よ び る階層型デザイン・プランニング、Data Flow Analysis による最適な分割、 ・Maliの面積を縮小する特別なメソドロジをシノプシス社が推奨 ・SPGメソドロジ ・RCスケーリングなど シノプシス社の推奨フロー Mali の面積 [mm] シノプシス社のフロー 従来のフロー -9.4％ 従来のフロー 当社は、シノプシス社と 20 年以上にわたって広範囲にわた る協業関係を継続し、両社共通のお客様各社が消費電力、性能、面 検証編 ●新しいメソドロジの採用によりMaliの面積を縮小 Support Q&A Mali の面積縮小に関する詳細 フィジカル編 活用されています（図 4;P18 掲載）。 Support Q&A ガイダンスによる早期タイミング収束およびリーク・リカバリなどの機能が 論理合成編 束、IC Compiler との連携でフィジカル設計を考慮した PrimeTime の ECO Support Q&A の プ ラ ッ ト フ ォ ー ム 上 で Linux® と Open Framework（OpenGL お よ び OpenCL）を実行することに成功しました。 最新技術情報 「インデザイン」フィジカル検証に対応した IC Validator による高速 DRC 収 Technology Update Mali-T624 GPU IP（図 3）を MB86S7X プラットフォーム SoC に統合し、こ Partner Highlight ピングの両方のメソドロジを採用して顧客のアーキテクチャ要件の評価、ソ 積の目標を達成した上で、短期間で革新的な製品を確実に市場投入 できるよう支援してまいりました。シノプシス社による当社最新 IP への早期アクセスと両社の緊密な協業の継続により、お客様の SoC設計 / 検証プロジェクトで力を発揮するジョイント・ソリュー ションをご提供できるのです ARM 社 上級副社長兼プロダクト・グループ社長 Pete Hutton 氏 図 3. ソシオネクスト社：シノプシスが推奨するメソドロジにより ARM Mali GPU の面積を約 10% 縮小 この設計では、主にシノプシスの Design Compiler と IC Compiler が重要な 役割を果たしました。これらをシノプシスのハイ・パフォーマンス・コア （HPC）メソドロジと組み合わせることにより、ソシオネクスト社は進捗変化 を予測しつつテープアウト・スケジュールを達成し、性能と消費電力の目標 を満たすことに成功しました。 さらに、ソシオネクスト社は、シノプシスのバーチャル・プロトタイピン グ・ツ ー ル Virtualizer と Virtualizer Development Kit（VDK）を 使 用 し て ソ フ ト ウ ェ ア 開 発 の 前 倒 し（シ フ ト レ フ ト）を 図 り、ハ ー ド ウ ェ ア が 設計者の皆様は、IP 業界と EDA 業界のリーディング・カン パニー 2 社が展開する今回の協業から直接的なメリットを活用で きます。ARM 社との協業を通じて、我々はこれまでも多くの先進 半導体企業各社の技術革新を支えてきました。この度の協業を通じ て、我々は、ARM 社の最先端 IP とシノプシスの新しいツール群な らびにメソドロジをベースにした設計 / 検証ソフトウェアをご提 供してまいります シノプシス カスタマー・エンゲージメント部門 主席上級副社長 Deirdre Hanford 17 Partner Highlight 最先端のARMベース製品の設計課題を解決するARM社とシノプシスの協業 前ページより続く ARM プロセッサ・コアのインプリメンテーション STMicroelectronics の長期にわたる実績 普及拡大 STE 8500 45nm デュアル A9 @ 1.2GHz を IC Compiler でインプリメント マルチメディア コンバージェンス ユーザー体験 ● ● ARM 社との 17 年にわたる協業関係 Cortex-A15 および Cortex-A57 に関する 主要パートナー 主にバッテリ 動作時間を重視 ベーシック フォン STE 9540 32nm デュアル A9 @ 1.85GHz を IC Compiler でインプリメント 550MHz プ ードマッ ARM1176 ARM926 2000 ップ ードマ たロ し 加速 Cortex-A ファミリー A9 / A7 / A15 / A57 / A53 1.85GHz+ フィーチャー フォン の性能ロ まで 2010 年 2.5GHz+ スマート フォン 1.0GHz+ 270MHz 150MHz タブレット 2005 TV STB サーバ 2010 ● 高性能化への要求と電力効率の重視 ● 適材適所のプロセス技術と設計ソリューション ● CAD に関してシノプシス社と提携 2011 2012 2014 … 図 4. STMicroelectronics 社がまとめた「STMicroelectronics 社、ARM 社、シノプシスの協業」 ● ARM CortexプロセッサをサポートしたVerdiデバッグ・プラットフォーム 提供状況 ARM ベース・デザイン向けソリューションには以下のものがあります。 ● Galaxy デザイン・プラットフォームおよび Lynx Design System に最適 ● Cortex-A53 CPU および Cortex-A57 CPU を含む ARMv7 および ARMv8 プロセッサ用 VDK ● ARM AMBA プロトコルおよび ARM CoreLink インターコネクトをサポー トした Platform Architect MCO 化した Reference Implementations（RIs）： ● Cortex-A15、Cortex-A7 ● Mali-T760 GPU ● CoreLink CCI-400 インターコネクト ● ARM Cortex-A57、Cortex-A53 ● Cortex-A17、ベータ版の ARMv8-A プロセッサ まとめ ● AMBA 5 CHI を含む AMBA プロトコルの検証用 IP および Protocol Analyzer（それぞれ個別に Verification Compiler に付属） ● AMBA 5 CHI を含む各種 ARM AMBA プロトコルをサポートした ZeBu Transactor 20 年以上にわたる協業を通じ、マーケット・リーダーである ARM 社とシノ プシスは ARM ベース・デザインの最適化と開発期間の短縮を支援するソ リューションを提供し続けてきました。ARM 社とシノプシスの協業は、イ ンプリメンテーションから検証、システム・アーキテクチャ設計、ソフトウェ ア開発まで設計フローのあらゆるフェーズをカバーします。そして今回、 ARM 社の最先端テクノロジへの早期アクセスを柱とする、より緊密な協業 関係の締結により、ARM ベース製品のイノベーションがますます加速する ことになります。 詳細情報 ● ARM 社とシノプシスの協業 http://www.synopsys.com/Community/Partners/ARM ● 最適化したインプリメンテーション http://www.synopsys.com/Community/Partners/ARM/optimized-implementation ● ハードウェア設計 / 検証 http://www.synopsys.com/Community/Partners/ARM/hwdesign-verification ● ハードウェア / ソフトウェア 設計 / 統合 http://www.synopsys.com/Community/Partners/ARM/swhwdesign-integration システム・バリデーション ● http://www.synopsys.com/Community/Partners/ARM/system-validation ● ARM Connected Community ● ARM TechCon http://community.arm.com/welcome http://www.armtechcon.com/ ● Synopsys User Group（SNUG） http://www.synopsys.com/Community/SNUG 18
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