半導體

現在設計單晶片系統、類比系統、混合訊號系統及其他複雜設備的半導體工程團隊必須以更少的人數、在更短的時間內設計出功能更強大的產品。

這些團隊越來越多地採用MathWorks產品來提高效率。透過共同分享MATLAB和Simulink模型,研發團隊裡的類比設計工程師、數位設計工程師、設計工程師和與驗證工程師之間的合作效率得到提高。如此一來,團隊就可以進行更全面的驗證,並能及早發現錯誤。

改進類比和混合訊號系統的設計
使用低階語言來建立類比/混合訊號的系統模型是非常耗時的,因此造成工程師在一定時間內,可以評估的設計方案數量受到限制。但是MATLAB和Simulink提供了更高層次的設計抽象技術,能夠以更快的速度進行設計和模擬,使得工程師能夠評估更多不同的設計。

對於涉及回饋的系統模型,若與像是SPICE模擬器之類的方案相比,Simulink可大幅縮短模擬時間。這樣,團隊就可以有更高的效率來設計混合訊號元件並進行模擬,例如鎖相迴路和類比數位轉換器等。

半導體工程師可以使用MATLAB和Simulink模型作為建立低層級電路模型的黃金參考。MATLAB和Simulink模型還能與Mentor Graphics® Questa ADMS和Cadence® Virtuoso® AMS Designer模擬器等類比設計工具整合,可快速嚴格地驗證類比數位的介面。

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如何改善類比和混合訊號設計

加快數位系統設計
MathWorks工具改進了DSP、FPGA和ASIC半導體的設計流程。工程師使用MATLAB所提供的包含訊號處理演算法、資料視覺化函數和互動式使用者介面等強大功能來開發演算法,開發的速度會比使用C/C++更快許多。

另外MATLAB和Simulink的定點運算功能,能讓設計工程師快速評估其他演算法的選擇和系統方法,這是其他工具通常難以完成。MathWorks所提供能與常見的Verilog和VHDL模擬器的連結工具,讓工程師可以將系統級設計轉變為可靠的測試工具,從而節省花費在建立自動化測試框架的大量時間。

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利用MATLAB和Simulink驗證HDL函數

有效率的整合、測試和驗證
半導體工程團隊利用MathWorks工具加快設計速度,和提高設計品質。工程師可在單一的設計環境中,使用控制邏輯、狀態機以及類比和數位元件進行不同精確度的模型建立。還可以加上連結至外部硬體的C/C++或VHDLR/VerilogR程式碼,或是整合使用類比和數位設計工具建立的模型。

由於MATLAB和Simulink為合作廠商的工具提供了多種連結,工程師能夠將系統層級模型重新作為自動化測試工具,幫助加快類比和數位系統的軟體及硬體驗證。借助MathWorks工具與測試和量測設備間的連結,設計師可以重複使用系統模型來驗證硬體原型。

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消費電子

消費性電子市場需要高品質的產品,也要能縮短產品開發上市的時間。透過使用MathWorks工具,消費性電子產品公司能夠達成這兩個目標:(1) 更早地發現產品設計的錯誤,(2)將開發時間縮短50%,甚至更多。

開發和整合音訊、影像及影片的應用
工程師們利用MathWorks工具加快嵌入式系統的設計速度,而嵌入式系統常見於電話或遊戲系統中,並帶有互動式元件,例如音訊、影像、機械和其他使用者介面功能。工程師可以使用MATLAB內建的元件庫進行嵌入式系統的模型建立,以加快多種應用的設計速度,包括加速器、影像擷取、影像處理、影片處理、音訊處理、檢測和影像辨識等。

另外工程師也可以利用該模型來研究系統的定點特性、評估設計和架構方案,並能自動產生原型化的程式碼,或可轉檔到FPGA或DSP的程式碼。

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快速檢測系統是否能夠正常工作
如果使用傳統方法,只有在實現完成之後才能測試系統的整體性能。而現在借助 Simulink,工程師能夠在設計的早期建立包含類比、數位和機械元件的模型並驗證系統。

MATLAB和Simulink系統模型可以當作黃金參考,並能與產業常用的合作廠商的開發工具連接,以簡化測試框架的搭建。例如,透過在Simulink和TI Code Composer Studio™之間建立IDE連結,就可以更輕鬆地完成軟體在迴路測試和DSP迴路測試。

同樣地利用從MATLAB和Simulink到其他工具(如:Mentor Graphics ModelSim®、Synopsys® VCS®和Cadence Spectre)的協同模擬連結,工程師能夠將類比設計或 HDL/Verilog程式碼與MATLAB和Simulink系統模型進行比較。

MathWorks工具還可以連結到Agilent、Tektronix、Anritsu 及其他廠商的測試和量測設備。將以上這些連結應用到工程開發流程之後,就可以更快速、以更低成本和更直接地對系統進行驗證。

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非消費電子

非消費電子設備(如醫療植入裝置、運輸系統和保全系統)必須能夠在多種操作條件下長時間可靠的工作,因為任何差錯都可能使得使用者付出極高的代價並帶來非常危險的後果。有了MATLAB和Simulink,工程師便可以設計出更好的產品並進行更全面的驗證。

快速建立和驗證系統設計
對於整個研發團隊來說MATLAB和Simulink模型都是可執行的規格,因此工程師可以在早期階段就驗證設計的效果。另外為了避免手寫程式所產生的錯誤,工程師還可從模型自動產生C或HDL程式碼。此外,還能使用連接到嵌入式軟體工具(如TI Code Composer Studio)的IDE 連結產品,或是連接到Cadence IncisiveR等工具的EDA連結產品來測試程式碼;也可以透過這些連結進行軟體迴路和硬體迴路測試。

由於Simulink可以對包含類比、數位、機械及其它元件的系統進行模擬,因此工程師可以建立完整的測試工具來全方位地驗證系統性能。例如,為了測試DSP晶片中執行的演算法,可以在模型中加入DSP迴路模組,進而使用Simulink來對類比系統的性能進行模擬。

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當品質和可靠性成為關鍵因素
當測試醫療設備和其他對可靠性有極高要求的系統時,工程師需要進行更為全面的測試以確認系統性能。他們使用MathWorks程式碼驗證工具驗證從C/C++,或是從MATLAB和Simulink產生的手寫程式碼的正確性。

程式碼驗證工具也用於DO鑒定、MISRA-C鑒定以及IEC 61508和ISO 26262認證。這些程式碼生成和驗證技術已廣泛應用到多個領域,比如醫療設備、汽車引擎控制單元和航太系統等。

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