KI- und SPICE-Schaltungssimulationsanwendungen – Semiwiki

Neuauflage von Plato

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Können Sie den EDA-Anbieter nennen, der vor 15 Jahren erstmals KI für Schaltungsdesigner einsetzte, die SPICE-Simulatoren verwendeten? Ich kann mich an diesen Anbieter erinnern, es war Solido, jetzt Teil davon Siemens EDA, und ich habe gerade ihren 8-seitigen Artikel darüber gelesen, wie sie die verschiedenen Ebenen der KI betrachten, die in EDA verwendet werden, um IC-Designern dabei zu helfen, intelligenter und schneller zu arbeiten als mit manuellen Methoden.

Kundenspezifische Designs, einschließlich Zellen-, Speicher- und analoger IP-Bibliotheken, erfordern die Durchführung von SPICE-Simulationen über viele Prozess-, Spannungs- und Temperaturkombinationen (PVT) hinweg sowie lokale Variationen, um die Zielausbeute vollständig zu verifizieren, z. B. 3, 4, 5, 6 Sigma , oder höher. Darüber hinaus erfordern Timing-Modelle, die von Logiksynthese- und statischen Timing-Analysetools verwendet werden, auch viele SPICE-Simulationen für die .lib-Modellierung und -Validierung, insbesondere mit statistischer Variation, die in den Liberty Variation Format (LVF)-Abschnitten von .libs enthalten ist. Diese Aufgaben erfordern Millionen oder Milliarden von SPICE-Simulationen und können Wochen dauern.

Die Solido-Technologie verwendet einen adaptiven KI-Ansatz, der SPICE-Simulationen verwendet, um erste Ergebnisse zu erhalten, Stichprobenpunkte auszuwählen, weitere Endpunkte zu simulieren, sich dann selbst zu verifizieren und nach Bedarf anzupassen, wobei die Ergebnisse in einem Bruchteil der Zeit mit Brute-Force-Monte-Carlo-Methoden übereinstimmen Zeit.

Jedes EDA-Tool, das KI verwendet, muss Kriterien erfüllen, um vertrauenswürdig zu sein, z. B. kann es verifiziert werden, ist es im Vergleich zu einer Referenz genau, funktioniert es generell bei allen meinen Designs, ist es stark genug, um mir Zeit und Mühe zu sparen usw Kann es von einem Ingenieurteam verwendet werden? Sie können auch über den Reifegrad Ihres EDA-Tools mit KI-Funktionen nachdenken.

Level 0 – kein KI-Ansatz, SPICE mit Brute-Force-Monte-Carlo.
Stufe 1 – teilweise zuverlässige KI, die bei einigen Zellen funktioniert, aber nicht bei allen.
Stufe 2 – teilweise zuverlässige KI mit Selbstverifizierung und akzeptabler Genauigkeit.
Stufe 3 – adaptive, genauigkeitsbewusste KI, bei der Ergebnisse mit geringer Genauigkeit durch Ergebnisse mit höherer Genauigkeit durch mehr Datenerfassung ersetzt werden, wodurch die Modelle automatisch verbessert werden.
Stufe 4 – vollständige Produktions-KI, die für alle Zellen, alle Eckfälle und jederzeit funktioniert.

Hier ist ein EDA-Tool-Ansatz für die Stufe 3 der KI-Reife:

Diese automatisierte Methodik liefert sehr schnell genaue Ergebnisse, erfordert jedoch keinen manuellen Eingriff. Das Erreichen der Stufe 1 der KI dauert Tage, Stufe 2 dauert Monate, Stufe 3 erfordert Jahre und Stufe 4 erfordert jahrzehntelange Entwicklerjahre.

Solido-Designumgebung verfügt über eine Funktion zur High-Sigma-Verifizierung, bei der KI SPICE-Läufe um eine Größenordnung beschleunigt, die Genauigkeit jedoch der von SPICE entspricht. Im Vergleich zu Brute-Force-Methoden können Ingenieure in viel kürzerer Zeit 6-Sigma-Verifizierungsergebnisse erzielen. Die Verwendung des High-Sigma-Verifier-Ansatzes zeigte in einem Zellbeispiel eine Geschwindigkeitsverbesserung von 4,000,000-mal schneller als Brute-Force. Bei alten Methoden würde ein Entwicklungsteam eine High-Sigma-Verifizierung nicht einmal in Betracht ziehen, da die Laufzeiten zu langsam wären.

Darüber hinaus ermöglicht die additive KI Solido Design Environment, KI-Modelle aus einem Lauf wiederzuverwenden, um nachfolgende Läufe weiter zu beschleunigen und inkrementelle Verifizierungsaufgaben um das bis zu 100-fache zu beschleunigen.

Um Liberty-Modelle (.lib) mit KI zu erstellen und zu verifizieren, würde ein Ingenieur Solido Generator ausführen, der neue PVT-Ecken-.libs unter Verwendung vorhandener PVT-Ecken als Ankerdaten erstellt, und Solido Analytics zur vollständigen Validierung von .libs, einschließlich der Erkennung von Ausreißern und potenziellen Problemen in .lib-Daten automatisch. Beide Tools sind Teil von Solido-Charakterisierungssuite. Die KI-Techniken hier reduzieren die Produktions- und Validierungszeit von .lib von Wochen auf nur wenige Stunden Laufzeit.

Die Roadmap für KI-Techniken mit Solido-Tools umfasst assistive KI, wobei generative KI Ingenieuren dabei hilft, Optionen zur Designoptimierung zu finden und auszuwählen.

Zusammenfassung

Solido wendet seit 15 Jahren KI-Techniken bei Schaltungsdesignern für die High-Sigma-Verifizierung und Zellcharakterisierung an und liefert so Verifizierungsergebnisse in viel kürzeren Laufzeiten. Fragen Sie Ihre EDA-Anbieter nach ihren Erfahrungen bei der Anwendung von KI-Methoden auf ihre Tools und versuchen Sie herauszufinden, welcher KI-Reifegrad angeboten wird. Das Erreichen einer KI-Reife der Stufe 3 oder 4 erfordert jahrzehntelangen Entwicklungsaufwand.

Lesen Sie das 8-seitiger Artikel bei Siemens EDA.