ADE-关于aps多线程仿真的若干问题

Spectre技术植根于高精度混合信号/射频应用中——Spectre技术总是更注重准确性而不是性能。当与其他模拟器进行性能比较时，可能需要调整默认设置，以重新平衡性能/精度权衡。随着时间的推移，Spectre APS的使用已经扩展到更广泛的领域-混合信号，高压，高级节点，内存，顶级验证定期要求提供最佳实践的总结，以优化性能/准确性平衡。

IC平台版本对图形界面调用aps的影响

早期的IC平台，仿真器是集成在IC平台里边的，从IC6开始，仿真器从IC平台里边独立出来，叫做MMSIM，包括spectre、AMS、Ultrasim等等。
MMSIM7.2早期的版本只能支持tran、dc等少数几个仿真，MMSIM7.2的2011年之后的ISR确定可以支持几乎全部spectre支持的仿真，如pss等，2011年之前ISR尚不确定。MMSIM10.1的Base版本就可以支持几乎全部spectre仿真。

IC514平台也可以调用MMSIM的仿真器，比如spectre等。但是调用aps就会有问题，或者没有aps选项，或者aps功能不全，原因就是此IC平台发布的时候，aps还没有发布。所以，IC5141的U1~U6在图形界面中都没有aps的选项；

IC60～IC613的Base版本也都没有aps选项，IC614 Base版本有aps选项，但只能仿真tran和dc（即使MMSIM本身支持其他仿真）。IC615及其以后的版本，都能在图形界面中完整支持aps。

以上IC514－IC61系列2009年后期到2011年前的版本，包括ISR、hotfix或者update，可以支持在图形界面通过simulator/directory/host菜单切换仿真器来调用aps，但是可能无法调用全部功能；

2011年之后的ISR、hotfix或者update，都能够支持在spectre界面直接调用aps，而无需通过simulator/directory/host菜单切换仿真器，特征就是ADE界面具有Setup->High-performance sumulaiton菜单，打开这个菜单，在选项中点中aps，并在Multithreading options 选项中选中auto，即可开启多线程仿真。

Setup->High-performance sumulaiton
aps
Multithreading options ->auto

如果你的电路规模够大，才会开启多线程，这个时候用top命令，可以看到cpu占有率超过100％，仿真完成的时候，会在outputlog中告诉你，例如 time used cpu=421.26秒，elapsed=119秒，util=354%,第一项是所有cpu为此仿真耗费的cpu时间总和，第二个是实际使用的物理时间，第三个是效率，即第一项除以第二项，告诉你多线程仿真的效率是单线程仿真的3.54倍。

time used cpu=421.26秒       %cpu为此仿真耗费的cpu时间总和
elapsed=119秒               %实际使用的物理时间
util=354%                       %效率，多线程仿真的效率是单线程仿真的3.54倍。

当然如果你的电路规模不够，即使打开aps仿真，aps在仿真开始的时候也会很鄙视的告诉你，不给你开启多线程仿真，因为你的电路规模“too small”。传说只有电路中有超过256个threadable的器件的时候，才会开启多进程。注意并非所有的器件都是threadable的。超过256个的非threadable器件，照样开不起来多线程。像一些analogLib和ahdlLib库中的器件，貌似都属于非threadable的，bsim模型，貌似基本都属于threadable的。

即使图形界面不支持aps，也不必太难过，只要有MMSIM支持，也可以在命令行中使用aps。较为取巧的方法是在ADE（spectre）仿真器中，simulation->netlist->recreat, 然后到simlation/电路名/spectre/netlist下，编辑runSimulation, 将其中的spectre改为aps,然后运行这个文件，也可以启用aps。命令行仿真和开启多线程的方法，请参考aps -help命令。值得一提的是，有些版本的MMSIM，直接改spectre为aps可能会出错，办法就是把runSimulaiton后边的选项全去掉，先aps input.scs，成功后再一项项加入选项，这样可找到出错的选项并去之。 -raw …/psf选项不要去掉，否则可能看不到结果。仿真完成后，一样可在ADE界面中查看结果，用plot output按钮可以刷新仿真结果。命令行一样可以跑仿真，但是用起来还是不如图形界面直观方便。

很不幸，目前AMS和Ultrasim中均不能使用aps，ultrasim中也不能使用spectre turbo。好在AMS中可以使用spectre的turbo功能，也能开启多线程。Tuobo功能和aps都可以开启多线程仿真，但是turbo是spectre的扩展或升级，aps是专门设计来进行多线程仿真的，两者本质上还是有所区别的，但用起来似乎区别感觉不是很大，仿真时间turbo通常比aps耗时长一些。7.2版本MMSIM，spectre turbo默认开启4个线程，最多支持8个，aps默认开启8个线程，最多支持16个。另外cadence建议turbo开启cpu affinity(亲和力）选项，以免发生线程间竞争的问题，而aps没有这样的建议，估计也是两者资源调度的方式不同所致。ps. Specre也能开启多线程，至少界面上是可用，但和单线程基本没什么区别，甚至还会慢那么一点点。

。7.2版本MMSIM，spectre turbo默认开启4个线程，最多支持8个，
cadence建议turbo开启cpu affinity(亲和力）选项，以免发生线程间竞争的问题
aps默认开启8个线程，最多支持16个。
Specre也能开启多线程，至少界面上是可用，但和单线程基本没什么区别，甚至还会慢那么一点点。

aps默认开启8个线程，最多支持16个。

++APS

曾经为仿真速度巨慢而烦恼，曾经为开启APS 功能费劲心思，今天了解到 ++ APS 标称更快过 APS 2~10x，不敢独享。请参见附件。
注：文件为来自 cds 官方的仿真提速建议。参考：Getting-the-most-out-of-spectre-aps-Maximizing-performance

– The ++aps option provides an alternative to Spectre’s historic focus on accuracy, with emphasis placed on performance
– Start with ++aps=moderate for pre-layout and add +postlayout=hpa for post-layout, as this will work well with about 70% of designs
– Move to +aps=moderate (and then ++aps=conservative)
if more accuracy needed, or +aps=liberal (and then ++aps=liberal) to trade off accuracy for more performance

每次小规模前仿它都嘲讽我 Multithreading is disabled due to the size of the design being too small

++aps精度不够
和aps仿真结果有偏差的话，cadence的ae也是不管的，说以aps结果为准
低精度仿真可以使用++aps

没错，CDS 自己也提到了 Mixed signal, high voltage, advanced node, memories, top-level verification 这 5 个应用方面 APS 搞不定的情况下才建议 ++APS，但是就没说平常应用下什么时候可以使用。
那从您的经验看，什么情况下 ++ APS 的精度就不足了？比如说工艺角度的 xxnm 或性能角度的 xx Mhz 之类。

分布式计算‘’Distributed Processing

后仿

后仿TRAN仿真速度太慢，于是采用加命令的方式使用aps多线程仿真，命令是 +aps +mt=16
加命令后的仿真速度是变快了，但仿真结果很差，和不用aps的TRAN conservative精度仿真结果差很多（如图，图1、2是用aps的，图3、4是不用aps）

同事那边也只是在原本TRAN conservative精度的基础上加了命令跑aps，仿真结果就一样

为什么我同样的操作就差别这么大呢？

（对比两个人的仿真过程发现有一点不一样，他那边有aps跑时TRAN的步长step和不用aps时相差不大，但我这边有aps跑时TRAN步长会变为原来的两三倍，如图2、4）
请大佬们解惑~提前感谢

aps＝ Advanced Parallel Simulator, 即先进并行仿真，可以利用多核心多线程cpu，进行多线程并行仿真，大大提高仿真速度，提高的速度理论上最高可达到n，n是并发线程的个数。当然这是理论速度，从一些仿真测试来看，达到n/4到n/2的速度提升还是比较靠谱的。

MMSIM7.2早期的版本只能支持tran、dc等少数几个仿真，MMSIM7.2的2011年之后的ISR确定可以支持几乎全部spectre支持的仿真，如pss等，2011年之前ISR尚不确定。MMSIM10.1的Base版本就可以支持几乎全部spectre仿真。