在进行大型模拟后仿设计时，工程师们经常会遇到 Quantus Extracted View 网表生成速度过慢 的问题。特别是在顶层 Testbench 中调用 extracted view 时，每次仿真前的 Netlisting Phase 都可能耗费数分钟甚至更长时间，严重影响工作效率。

本文将介绍一种工业界常用的手动网表复用方法，并重点推荐 Cadence 官方的现代化解决方案 Smart View (Interactive DSPF)。

1. 问题背景

在使用 Quantus 进行寄生参数提取后，通常会生成一个 av_extracted 视图。当在顶层 Testbench 的 Spectre 仿真中调用这个视图时，会遇到以下性能瓶颈：

典型痛点

  • 网表生成慢：ADE 需要遍历数百万个寄生参数的图形对象（shapes/instances），I/O 和 CPU 密集
  • 内存占用高：海量图形实例导致 Virtuoso 和仿真器内存峰值飙升
  • 重复解析：每次仿真都要重新生成网表，即使电路未修改

传统 av_extracted 的技术瓶颈

传统的 av_extracted 视图将每个寄生电阻、电容都存储为 OpenAccess 数据库中的独立图形对象。这种设计导致：

  • ADE netlister 必须逐个遍历这些对象来构建网表
  • 数据库 I/O 成为主要性能瓶颈
  • 内存占用与寄生参数数量成正比

2. 应急方案：手动网表复用

2.1 流程概述

一种可行的应急方案是手动网表复用，具体步骤如下：

步骤 1：建立简单 Testbench 生成网表

  1. 创建一个简单的 Testbench（只包含该 extracted view 调用）
  2. 在 ADE 中Create Netlist，生成完整的 Spectre netlist
  3. 在仿真输出目录找到生成的网表文件（通常在 netlist/ 目录下）

步骤 2：清理网表文件

  1. 打开生成的网表（.scs ）
  2. 去掉 corner 信息（如 .lib 语句和工艺角定义）
  3. 去掉尾部的 仿真配置（如 .tran, .dc, .options 等）
  4. 仅保留 .subckt 定义部分及其相关的器件和寄生参数
  5. 保存为独立的 Spectre 网表文件（如 CellA.scs）

步骤 3：在顶层仿真中引入

  1. 在顶层 Testbench 的 ADE 设置中
  2. 右键 -> Set Cell View -> Specify SPICE Source File… 将 CellA.scs 选中

2.2 优缺点分析

✅ 优点

  • 立即见效：彻底跳过顶层仿真时的网表生成环节
  • 显著提速：Netlisting phase 从几分钟缩短至几秒
  • 实施简单：只需要文本编辑器和基本的 netlist 知识
  • 零延迟：直接使用预生成网表，无任何系统开销

❌ 缺点

  • 手动维护：底层 Cell 变更时需要重新执行全流程
  • 容易出错：手动编辑网表可能引入语法错误或遗漏关键信息
  • 缺乏联动：与设计数据库脱离，无法利用 Virtuoso 的自动化功能
  • 不支持参数化：如果底层 Cell 有参数，需要为每种配置生成独立网表

3. Cadence 官方推荐方案：Smart View (Interactive DSPF)

针对大型后仿设计的网表性能问题，Cadence 推出了 Smart View 技术，并在 Virtuoso Studio 中以 Interactive DSPF (i-DSPF) 的形式实现。

3.1 什么是 Smart View？

Smart View 是 Quantus 的一种高级输出模式，旨在从根本上解决传统 av_extracted 的性能问题。

技术演进：

1
2
3
4
5

av_extracted (传统图形对象)
    ↓
Smart View (优化存储)
    ↓
Interactive DSPF (Smart View 的增强实现)

3.2 什么是 Interactive DSPF (i-DSPF)？

根据 Cadence 官方文档（Virtuoso Parasitic Aware Design User Guide）：

“The Interactive DSPF view is an enhanced version of the Smart View, because it also allows user interaction along with the existing Smart View functionality.”

i-DSPF 由两部分组成：

  1. 标准 DSPF 文件：存储寄生参数的工业标准格式文本文件
  2. Interactive DSPF 视图：Virtuoso 中的可视化交互界面

核心理念：“数据在外部（DSPF），交互在内部（Virtuoso）”

3.3 为什么 i-DSPF 速度快？

官方文档明确说明了性能优势的根本原因：

“Provides direct inclusion of the DSPF file; no netlisting of parasitics is required.”

“This DSPF file is automatically saved under the Interactive DSPF view and included by Virtuoso ADE in the netlist for simulation. Therefore, a separate netlist generation process in Virtuoso ADE is not required.”

关键优势：

  • 完全绕过寄生参数的 netlisting 过程：ADE 直接引用 DSPF 文件
  • 无需遍历图形对象：避免了传统 av_extracted 的 I/O 瓶颈
  • 自动化集成：DSPF 文件自动保存并在仿真时被引用

3.4 Smart View/i-DSPF 的核心优势

特性 av_extracted Smart View/i-DSPF
存储方式 数百万个 OA 图形对象 标准 DSPF 文本文件 + OA 索引
Netlisting 过程 需要遍历所有图形对象 直接引用 DSPF，无需 netlisting
内存占用 高（所有对象加载到内存） 低（只加载索引）
文件格式 OA 数据库（私有） DSPF（工业标准）
跨工具兼容 差 优秀（标准格式）
版本控制 差（二进制数据库） 友好（纯文本 DSPF）
Virtuoso 可视化 ✅ ✅ (cross-probing, 热图等)

3.5 如何使用 Smart View/i-DSPF

在 Quantus 中生成

在 Quantus Extraction 界面：

  1. 打开 QXP (Quantus QRC Extraction)
  2. 在 Output 设置中，将 Output Format 设置为 Smart View 或 Interactive DSPF
  3. 执行提取，Quantus 会生成 i-DSPF 视图和对应的 DSPF 文件

在 ADE 中调用

使用方式与 av_extracted 完全相同：

  1. 在 Schematic 或 Config View 中选择对应 Cell 的 i-DSPF 视图
  2. ADE 会自动引用 DSPF 文件进行仿真
  3. 无需额外配置或手动干预

可视化交互

i-DSPF 保留了 av_extracted 的所有交互功能：

  • Cross-probing：点击原理图可高亮版图
  • 寄生参数查看：查看两点间的电阻、电容值
  • 热图显示：可视化寄生参数分布

4. 方案对比与选择建议

4.1 两种方案对比

方案 实施难度 性能 维护成本 自动化 推荐场景
手动网表复用 低 ⭐⭐⭐⭐⭐ 高 ❌ 应急使用，项目临时加速
Smart View/i-DSPF 低 ⭐⭐⭐⭐ 极低 ✅ 长期使用，标准化流程 ⭐⭐⭐⭐⭐

4.2 性能分析

手动网表复用：

  • ✅ 性能最优：零延迟，直接读取预生成网表
  • ❌ 维护成本高：每次底层变更都需要手动操作

Smart View/i-DSPF：

  • ✅ 接近最优性能：绕过寄生参数 netlisting，只有主电路需要 netlisting
  • ✅ 自动化：底层变更后自动更新
  • ✅ 标准格式：DSPF 可用于其他工具
  • ✅ 可视化：保留 Virtuoso 交互功能

根据 Cadence 官方新闻稿（2019年6月）的描述，Smart View 相比传统 av_extracted 可提供：”up to 3X faster netlisting and up to 5X smaller netlist files”。但需要注意，这些数字来自营销材料，实际提升取决于设计规模和复杂度。

5. 实施建议

短期应急方案

如果项目已接近 Tapeout，时间紧迫：

  • 使用手动网表复用方法快速解决问题
  • 注意文档化每个 Cell 的网表版本和对应的设计 Tag
  • 建立 Makefile 或脚本自动化网表清理过程

长期最佳实践

对于新项目或有时间优化的项目：

  1. 立即切换到 Smart View/i-DSPF：这是 Cadence 针对先进工艺的标准解决方案
  2. 建立 SOP：在 Quantus Extraction 标准流程中强制输出 i-DSPF
  3. 培训团队：确保所有设计师了解 i-DSPF 的优势和使用方法
  4. 性能验证：对比迁移前后的 Netlisting 和仿真速度，量化收益

其他优化技巧

即使使用 Smart View/i-DSPF，还可以结合以下技巧进一步优化：

AMS UNL Netlister

  • 如果进行数模混合仿真，开启 AMS UNL 网表生成器
  • 性能远优于传统 netlister

Incremental Netlisting

  • 在 ADE Explorer/Assembler 中：Simulation -> Options -> Netlister
  • 确认开启了增量网表生成
  • 对顶层 TB 有帮助

6. 参考资料

以下是 Cadence 官方关于 Smart View 和 Interactive DSPF 的权威文档：

  1. Virtuoso Parasitic Aware Design User Guide - Interactive DSPF View ⭐
    最权威的技术文档，详细说明了 i-DSPF 是 Smart View 的增强实现

  2. IC23.1: Using Quantus Smart View in the Virtuoso Analog Design Environment ⭐
    官方 RAK（Rapid Adoption Kit），详细的操作指南

  3. Quantus Outputs - Extracted View Vs Smart View (Video)
    官方对比视频，直观展示性能优势

  4. How to improve AMS Designer netlist and simulation performance with extracted view of large post layout design
    性能优化专题文章

  5. Cadence Announces Next-Generation Quantus Extraction Solution
    官方新闻稿，介绍 Smart View 技术

7. 总结

在现代模拟 IC 设计中，寄生参数提取和后仿性能优化是不可回避的挑战。

核心发现：

  • ✅ 传统 av_extracted 的瓶颈：需要遍历数百万个图形对象来生成网表
  • ✅ i-DSPF 的突破：完全绕过寄生参数的 netlisting 过程，直接引用标准 DSPF 文件
  • ✅ 技术演进：i-DSPF 是 Smart View 在 Virtuoso Studio 中的增强实现

实施建议：

  • ⚡ 应急方案：手动网表复用 - 性能最优，但需手动维护
  • ⭐ 长期方案：Smart View/i-DSPF - 性能优秀 + 自动化 + 标准格式

Smart View/i-DSPF 不仅解决了网表生成速度问题，还提供了标准的 DSPF 格式便于跨工具协作，同时保留了 Virtuoso 的可视化交互能力。这是 Cadence 在先进工艺下的整体优化策略的核心部分，值得每个模拟设计团队深入了解和应用。