一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法与装置制造方法及图纸

技术编号：40209346 阅读：5 留言：0更新日期：2024-02-02 22:19

本发明专利技术提供了一种基于模拟IC的电路性能建模方法，基于模拟IC，确定若干不同的微调拓扑结构；结合模拟IC的元器件参数拓展对象与元器件参数拓展范围，形成统一的采样空间，采样形成多个不同的参数值组合，并将其分别转化为参数化电路网表；仿真获取电路性能，建立电路参数与电路性能的映射；采用人工神经网络作为性能建模的模型并使用超参数优化方法实现自动建模。本发明专利技术还提供了一种基于模拟IC的电路性能建模的装置。相比现有技术，本发明专利技术建模模型能够更快的计算更接近于实际情况的电路性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路仿真领域，具体涉及一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法与装置。

技术介绍

1、当前工程师在设计模拟电路时，需要根据设计要求并利用自身经验选择合适的模拟ic拓扑结构和确定其各元器件参数的初始值，但该组初始值往往无法满足设计所需的性能要求，因此工程师需要对电路的各元器件参数值不断调整，并利用仿真工具或建立好的性能模型对电路在该组参数对应的性能进行评估，直到满足性能指标。然而在实际设计中，只调整电路参数值的话，可能始终无法使选定的电路拓扑达到给定的性能指标。在这种情况下，工程师往往需要微调拓扑结构。但是，一旦拓扑结构发生改变，电路参数和电路性能之间的映射将会发生极大的变化，这意味着利用现有性能建模方法对调整前的电路拓扑建立的性能模型将无法适用于调整后的电路拓扑，需要重新花费大量时间建立新的性能模型来捕捉电路参数和电路性能间的新映射。

2、另外，现有针对模拟电路的性能建模方法仅考虑电路的元器件参数（如晶体管、电容、电阻的尺寸等）而并未考虑pvt（即process、voltage、temperature）等因素引起的参数影响，例如包括掺杂浓度、扩散深度、刻蚀程度等在内的工艺偏差会导致流片后芯片的实际性能与工程师设计的性能发生偏离，进而降低芯片制造的良率，因此，在pvt变化时导致建立的性能模型可能会产生严重失准的风险，模型的有效性受到了相当大的限制。当设计的性能指标、工艺条件、工作电压、工作温度等发生调整时，已经优化好的各元器件参数需要重新再调整一遍，导致模拟电路设计通常需要较长的周期。

<p>3、为解决以上问题，有必要对模拟电路的性能建模方法进行深入研究。

技术实现思路

1、为了解决现有模拟ic性能建模方法存在的拓扑结构调整需重新建立性能模型的问题，本专利技术提出了一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，包含以下步骤：

2、s1、拓展微调拓扑结构：基于需要进行电路性能建模的模拟ic，确定若干不同的微调拓扑结构参数及其拓展范围；

3、s2、拓展电路参数：确定所述模拟ic的元器件参数拓展对象与元器件参数拓展范围，与微调拓扑结构参数结合，形成统一的采样空间；

4、s3、仿真数据采集：基于步骤s1中的微调拓扑结构参数、步骤s2中的电路参数以及所述采样空间，采样形成多个不同的参数值组合，将其分别转化为参数化电路网表；

5、s4、仿真映射：基于参数化电路网表开展仿真，得到其对应的电路性能，建立电路参数与电路性能的映射；

6、s5、优化建模：基于优化算法，得到考虑拓扑结构微调的电路性能模型。

7、进一步的，各微调拓扑结构是在原模拟ic拓扑结构的基础上，分别通过添加、删减、变换某电路元器件中的至少一种方式，对不同局部位置的拓扑结构进行调整。

8、进一步的，在步骤s2中，拓展的电路参数还包含pvt参数；所述pvt参数包含工艺漂移参数、电压参数与温度参数。

9、进一步的，微调拓扑结构的拓展方式与电路参数的拓展对象的确定方法包含人工分析或条件触发拓展。

10、进一步的，在步骤s5中，采用人工神经网络作为性能建模的模型并使用超参数优化方法实现自动建模。

11、进一步的，在步骤s5中，优化方法包含如下步骤：

12、s101、从抽样空间随机采样n组超参数并建立n个贝叶斯超参数优化模型；

13、s102、用1/n的训练样本分别训练所述n个贝叶斯超参数优化模型并验证获得对应的损失值；

14、s103、应用连续减半方法，保留n个贝叶斯超参数优化模型中损失值最低的η组模型；

15、s104、重复s101至s104步骤，直至保留最后一组贝叶斯超参数优化模型；

16、s105、应用超频带算法，调整η值，重复s101至s104步骤，以获得匹配训练样本最优的η值。

17、本专利技术还提出了一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模装置，用于运行上述一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，以输出模拟ic的优化电路参数组、电路性能模型模型、对应模拟ic电路参数组的性能指标或性能评价中的至少一项内容。

18、相比于现有技术，本专利技术对于模拟ic建立了多个包含不同调整电路参数的微调拓扑结构，使得在建模计算时，简化了电路基础拓扑结构和对应参数变化引起的复杂条件组合与性能关联变化，仅通过不同拓扑参数微调，能够获悉相关微调对电路基础拓扑结构带来的电路性能影响，并从综合拓展电路参数的仿真数据采集、仿真映射与优化建模，快速找到改进优化的方向与对应的参数组合。相比现有技术，本专利技术还将电路参数的拓展范围扩展到pvt参数，通过考虑更多影响性能的条件参数，使得建模计算的性能精准度有更大概率接近于实际情况，而除方向试探替代完整参数模拟计算外，本专利技术还采用了自动化调参与人工智能算法，提高了建模效率。

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【技术保护点】

1.一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：各微调拓扑结构是在原模拟IC拓扑结构的基础上，分别通过添加、删减、变换某电路元器件中的至少一种方式，对不同局部位置的拓扑结构进行调整。

3.如权利要求2所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：所述电路元器件包含无源器件与有源器件。

4.如权利要求3所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：所述有源器件包含MOS管、二极管、三极管。

5.如权利要求3所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：所述无源器件包含电容、电阻与电感。

6.如权利要求1或2所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：在步骤S2中，拓展的电路参数还包含PVT参数；所述PVT参数包含工艺漂移参数、电压参数与温度参数。

7.如权利要求6所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其

8.如权利要求6所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：在步骤S3中，采用拉丁超立方抽样方法对步骤S1中的微调拓扑结构参数、S2中的电路参数以及所述采样空间进行采样。

9.如权利要求6所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：在步骤S3中，若干参数化电路网表为批量化自动生成。

10.如权利要求9所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：自动生成参数化电路网表包含如下步骤：

11.如权利要求1或2所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：在步骤S5中，采用人工神经网络作为性能建模的模型并使用超参数优化方法实现自动建模。

12.如权利要求11所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：在步骤S5中，优化方法包含如下步骤：

13.如权利要求1所述的一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：在步骤S1与步骤S2之间，还包含仿真环境的搭建。

14.一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模的装置，其特征在于，用于运行如权利要求1至10中任一所述一种基于模拟IC拓扑结构微调的电路性能建模方法，以输出模拟IC的优化电路参数组、电路性能模型、对应模拟IC电路参数组的性能指标或性能评价中的至少一项内容。

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【技术特征摘要】

1.一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：各微调拓扑结构是在原模拟ic拓扑结构的基础上，分别通过添加、删减、变换某电路元器件中的至少一种方式，对不同局部位置的拓扑结构进行调整。

3.如权利要求2所述的一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：所述电路元器件包含无源器件与有源器件。

4.如权利要求3所述的一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：所述有源器件包含mos管、二极管、三极管。

5.如权利要求3所述的一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：所述无源器件包含电容、电阻与电感。

6.如权利要求1或2所述的一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：在步骤s2中，拓展的电路参数还包含pvt参数；所述pvt参数包含工艺漂移参数、电压参数与温度参数。

7.如权利要求6所述的一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性能建模方法，其特征在于：微调拓扑结构的拓展方式与电路参数的拓展对象的确定方法包含人工分析或条件触发拓展。

8.如权利要求6所述的一种基于模拟ic拓扑结构微调的电路性...

【专利技术属性】
技术研发人员：方刚，赵镇鑫，董威，刘焕宇，冯烽，孙明辉，
申请(专利权)人：贝叶斯电子科技绍兴有限公司，
类型：发明
国别省市：

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