Applications de simulation de circuits IA et SPICE - Semiwiki

Republié par Platon

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Pouvez-vous nommer le fournisseur EDA qui a utilisé pour la première fois l’IA il y a 15 ans pour les concepteurs de circuits utilisant des simulateurs SPICE ? Je me souviens de ce fournisseur, c'était Solido, qui fait maintenant partie de Siemens EDA, et je viens de lire leur article de 8 pages sur la façon dont ils examinent les différents niveaux d'IA utilisés dans l'EDA pour aider les concepteurs de circuits intégrés à travailler plus intelligemment et plus rapidement qu'en utilisant des méthodes manuelles.

Les conceptions personnalisées, y compris les bibliothèques de cellules, de mémoire et IP analogiques, nécessitent que les simulations SPICE soient exécutées sur de nombreuses combinaisons de processus, de tension et de température (PVT), ainsi que les variations locales doivent être entièrement vérifiées pour atteindre le rendement cible, tel que 3, 4, 5, 6 sigma. , ou plus. De plus, les modèles de synchronisation utilisés par les outils de synthèse logique et d'analyse de synchronisation statique nécessitent également de nombreuses simulations SPICE pour la modélisation et la validation .lib, en particulier avec les variations statistiques incluses dans les sections Liberty Variation Format (LVF) de .libs. Ces tâches nécessitent des millions, voire des milliards de simulations SPICE, et peuvent prendre des semaines.

La technologie Solido utilise une approche d'IA adaptative qui utilise les simulations SPICE pour obtenir les résultats initiaux, sélectionne des points d'échantillonnage, simule davantage de points d'extrémité, puis s'auto-vérifie et s'adapte si nécessaire, avec des résultats correspondant aux méthodes de Monte Carlo par force brute dans une fraction du temps. temps.

Tout outil EDA qui utilise l'IA doit répondre à des critères pour être fiable, comme peut-il être vérifié, est-il précis par rapport à une référence, fonctionnera-t-il en général sur toutes mes conceptions, est-il suffisamment puissant pour me faire gagner du temps et des efforts, et peut-il être utilisé par une équipe d’ingénieurs. Vous pouvez également réfléchir au niveau de maturité de votre outil EDA avec des fonctionnalités d'IA.

Niveau 0 – pas d'approche IA, SPICE avec Monte Carlo par force brute.
Niveau 1 – IA partiellement fiable, où elle fonctionne sur certaines cellules, mais pas sur toutes.
Niveau 2 – IA partiellement fiable, avec auto-vérification et précision acceptable.
Niveau 3 – IA adaptative et soucieuse de la précision, où les résultats de faible précision sont remplacés par des résultats de plus grande précision grâce à une collecte accrue de données, améliorant automatiquement les modèles.
Niveau 4 – IA de production complète qui fonctionne pour toutes les cellules, tous les cas particuliers, à tout moment.

Voici une approche de l'outil EDA pour le niveau 3 de maturité de l'IA :

Cette méthodologie automatisée produit des résultats précis très rapidement, sans toutefois nécessiter d'intervention manuelle. Atteindre le niveau 1 de l'IA prend des jours, le niveau 2 prendra des mois, le niveau 3 nécessitera des années et le niveau 4 nécessitera des décennies d'années de développement.

Environnement de conception Solido a une fonctionnalité de vérification à sigma élevé, où l'IA accélère les exécutions de SPICE d'un ordre de grandeur, mais la précision est totale de SPICE. Les ingénieurs peuvent obtenir des résultats de vérification 6 sigma en beaucoup moins de temps que les méthodes par force brute. L’utilisation de l’approche High-Sigma Verifier a montré une amélioration de la vitesse 4,000,000 XNUMX XNUMX fois plus rapide que la force brute dans un exemple de cellule. Avec les anciennes méthodes, une équipe d'ingénieurs n'envisagerait même pas une vérification à sigma élevé, car les temps d'exécution seraient trop lents.

De plus, l'IA additive permet à Solido Design Environment de réutiliser les modèles d'IA d'une seule exécution pour accélérer davantage les exécutions ultérieures, accélérant ainsi les tâches de vérification incrémentielle jusqu'à 100 fois supplémentaires.

Chiffre 3 min — Environnement de conception Solido

Pour créer et vérifier des modèles Liberty (.lib) avec l'IA, un ingénieur exécuterait Solido Generator qui produit de nouveaux .libs de coin PVT en utilisant les coins PVT existants comme données d'ancrage, et Solido Analytics pour valider entièrement les .libs, y compris la détection des valeurs aberrantes et des problèmes potentiels dans données .lib automatiquement. Ces deux outils font partie de Suite de caractérisation Solido. Les techniques d'IA ici réduisent le temps de production et de validation .lib de quelques semaines à seulement quelques heures d'exécution.

La feuille de route pour les techniques d'IA avec les outils Solido inclut l'IA d'assistance, où l'IA générative aidera les ingénieurs à trouver et à choisir des options d'optimisation de conception.

Résumé

Solido applique depuis 15 ans des techniques d'IA aux concepteurs de circuits pour la vérification à sigma élevé et la caractérisation des cellules, leur donnant ainsi des résultats de vérification dans des délais d'exécution beaucoup plus courts. Demandez à vos fournisseurs EDA quelle est leur expérience dans l’application des méthodes d’IA à leurs outils et essayez de voir quel niveau de maturité de l’IA est proposé. Atteindre une maturité IA de niveau 3 ou 4 nécessite des décennies d’efforts de développement.

Lire Article de 8 pages chez Siemens EDA.