Gaussian-process-based surrogate para el diseño de circuitos analógicos con optimización y consideración de variaciones en el proceso
Autores: Sanabria-Borbón, Adriana C.; Soto-Aguilar, Sergio; Estrada-López, Johan J.; Allaire, Douglas; Sánchez-Sinencio, Edgar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Algoritmos de optimización
Circuitos integrados analógicos
Modelo sustituto
Optimización multiobjetivo
Tecnologías CMOS
Simulaciones de circuitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los algoritmos de optimización se han aplicado con éxito al diseño automático de circuitos integrados analógicos. Sin embargo, muchas de las soluciones existentes dependen de simulaciones costosas de circuitos o utilizan modelos sustitutos completamente personalizados para cada circuito y tecnología en particular. Por lo tanto, el desarrollo de una herramienta fácilmente adaptable, de bajo costo y eficiente que garantice la resiliencia a las variaciones del diseño resultante, sigue siendo un área de investigación abierta. En este trabajo, proponemos un modelo sustituto computacionalmente económico para el diseño automatizado de circuitos integrados analógicos basado en la optimización multiobjetivo. El modelo sustituto tiene tres componentes principales: un conjunto de modelos de regresión de procesos gaussianos de los parámetros de la tecnología, un modelo basado en la física del dispositivo MOSFET y un conjunto de ecuaciones de las métricas de rendimiento del circuito en diseño. El modelo sustituto se inserta en dos algoritmos de optimización de vanguardia diferentes para demostrar su flexibilidad. La eficacia de nuestro sustituto se demuestra mediante validación de simulación a través de esquinas de proceso en tres tecnologías CMOS diferentes, utilizando tres bloques de construcción de circuitos representativos que se encuentran comúnmente en los circuitos integrados analógicos/RF de corriente principal. El sustituto propuesto es más rápido en la evaluación en comparación con las simulaciones de circuitos.
Descripción
Los algoritmos de optimización se han aplicado con éxito al diseño automático de circuitos integrados analógicos. Sin embargo, muchas de las soluciones existentes dependen de simulaciones costosas de circuitos o utilizan modelos sustitutos completamente personalizados para cada circuito y tecnología en particular. Por lo tanto, el desarrollo de una herramienta fácilmente adaptable, de bajo costo y eficiente que garantice la resiliencia a las variaciones del diseño resultante, sigue siendo un área de investigación abierta. En este trabajo, proponemos un modelo sustituto computacionalmente económico para el diseño automatizado de circuitos integrados analógicos basado en la optimización multiobjetivo. El modelo sustituto tiene tres componentes principales: un conjunto de modelos de regresión de procesos gaussianos de los parámetros de la tecnología, un modelo basado en la física del dispositivo MOSFET y un conjunto de ecuaciones de las métricas de rendimiento del circuito en diseño. El modelo sustituto se inserta en dos algoritmos de optimización de vanguardia diferentes para demostrar su flexibilidad. La eficacia de nuestro sustituto se demuestra mediante validación de simulación a través de esquinas de proceso en tres tecnologías CMOS diferentes, utilizando tres bloques de construcción de circuitos representativos que se encuentran comúnmente en los circuitos integrados analógicos/RF de corriente principal. El sustituto propuesto es más rápido en la evaluación en comparación con las simulaciones de circuitos.