近日，歐洲新研究項目的合作伙伴發布了多國/多學科智能系統聯合設計（SMAC）項目的內容細節。這項重要的三年期合作項目旨在為智能系統設計創造先進的設計整合環境（SMAC 平臺），歐盟FP7（FP7-ICT-2011-7）項目為智能系統項目提供部分資金支持。智能系統是指在一個微型封裝內整合多種功能的微型智能設備，這些功能包括傳感器、執行器、運算功能、無線網絡連接和能量收集功能。在節能、醫療、汽車、工廠自動化以及消費電子等應用領域，智能系統將是下一代產品設備的重要組件。SMAC項目的目標是通過降低智能系統的設計成本，縮短產品上市時間，幫助歐洲企業在應用市場競爭中搶占先機。

    智能系統研發瓶頸不是技術，而是設計方法。先進的封裝技術，如系統級封裝（SiP）和芯片堆疊（3D IC）通孔技術，實現在一個封裝內高密度整合所需的全部功能，以滿足市場對成本、尺寸、性能和可靠性的日益嚴格的技術要求。盡管如此，設計方法仍無法與技術發展同步。

    SMAC項目聯席協調員、意法半導體工業與多重市場CAD研發總監Salvatore Rinaudo表示：“阻礙智能系統應用快速增長的原因不是技術，而是缺少精心組織的明確描述最終整合系統的設計方法。理想的情況是將全部整合器件設計成一個單一系統，但目前缺少統一的設計工具和方法。SMAC項目組準備研發一個以整合為導向的整體設計平臺，以此幫助歐洲企業降低制造成本，縮短產品上市時間，最大限度地降低在最終整合過程中遭遇的風險，從而在挖掘智能系統的潛能中搶占先機。”

    目前在智能系統設計中，不同的系統組件采用不同的設計工具。以MEMS傳感器、模擬和射頻器件、數字芯片為例，建模、仿真和設計等過程使用完全不同的工具，而這些工具沒有一個考慮到最終的系統整合。

    為確保SMAC平臺能夠用于實際的工業級強度的設計流程和環境，平臺研發將由學術界和工業領域的合作伙伴共同完成，其中包括多家電子設計自動化（EDA）廠商和半導體廠商。這項研發成果將讓工業合作伙伴及其客戶提高其在智能系統產品及應用市場的競爭力。

預計該項目結束后將會取得以下科技成果：

1.      新的建模仿真功能：支持精確的多物理場、多層、多尺度以及多域聯合仿真。

2.      以整合為導向的創新型設計方法，用于設計不同技術領域和擁有不同功能的智能系統組件和子系統。

3.      強化現有建模和仿真工具的性能，將其整合到一個完整的設計流程內（即SMAC平臺），實現以整合為導向的智能系統聯合設計概念。

4.      通過實現含有尖端技術的測試示例，證明某些新設計解決方案的效果。

5.      通過對比最先進的參考方法，證明在SMAC平臺內整合全新與現有EDA設計工具的精確性和簡便性。

6.      在一個工業級強度設計示例中證明SMAC平臺的適用性。

項目合作方：

項目協調方：意法半導體STMicroelectronics s.r.l. （意大利）；

Philips Medical Systems Nederland BV（荷蘭）；

ON Semiconductor Belgium BVBA （比利時）；

Agilent Technologies Belgium NV （比利時）；

Coventor Sarl （法國）；

MunEDA GmbH （德國）；

EDALab s.r.l. （意大利）；

Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia （意大利）；

Tyndall National Institute, University College Cork （愛爾蘭）；

Instytut Technologii Elektronowej （波蘭）；

Politecnico di Torino （意大利）；

Università degli Studi di Catania （意大利）；

University of Nottingham （英國）；

Katholieke Universiteit Leuven （比利時）；

Technische Universiteit Eindhoven （荷蘭）；

Slovak University of Technology Bratislava（斯洛伐克）；

ST-POLITO s.c.a.r.l. （意大利）。

SMAC項目運轉需要超過1300人/月和約1300萬歐元資金，其中約500萬歐元將由工業合作伙伴提供。

技術說明:

(1)

      智能系統實現了非常復雜的功能，整體系統通常由非異類器件組成，包括數字器件、模擬器件、射頻芯片、MEMS及其它類型傳感器、電源和無線通信器件。目前還沒有設計方法和工具能夠同步且無縫地解決智能微電子系統設計工程師在設計新產品時面臨的全部挑戰。這些挑戰包括緊密封裝器件的預定電勢或寄生耦合（例如，熱或電磁）。

當前有關智能系統的建模、仿真、設計和整合的基本情況如下:

·         非電氣組件（微加工結構、電磁場、熱現象、波傳遞等組件）采用偏微分方程（PDE）求解器設計，如有限元方法（FEM）或基于原理圖的行為庫。

·         模擬器件和射頻器件是由高專業性工程師在重新使用現有宏的基礎上按照一個模板化方法設計。

·         數字部分是采用自動合成工具（從高層合成到物理合成）按照自上至下的模式設計。

·         系統設計支持工具包括框圖仿真（如MATLAB-SIMULINK, SystemVue），這些工具讓設計人員可以全面查看整個系統，但需要使用簡單的子系統和器件模型。

·         微控制器和數字信號器內的軟件代碼量正在大幅增加。