Aplicativos de simulação de circuito AI e SPICE - Semiwiki

Republicado por Platão

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Você pode citar o fornecedor de EDA que usou IA pela primeira vez há 15 anos para projetistas de circuitos usando simuladores SPICE? Lembro-me desse fornecedor, era Solido, agora parte da Siemens EDA, e acabei de ler o artigo de 8 páginas sobre como eles analisam os vários níveis de IA usados na EDA para ajudar os designers de IC a trabalhar de maneira mais inteligente e rápida do que usando métodos manuais.

Projetos personalizados, incluindo células, memória e bibliotecas IP analógicas, exigem que as simulações SPICE sejam executadas em muitas combinações de processo, tensão e temperatura (PVT), bem como a variação local seja totalmente verificada para atingir o rendimento, como 3, 4, 5, 6 sigma , ou mais alto. Além disso, os modelos de temporização usados por ferramentas de síntese lógica e análise de temporização estática também exigem muitas simulações SPICE para modelagem e validação de .lib, especialmente com variação estatística incluída nas seções Liberty Variation Format (LVF) de .libs. Essas tarefas precisam de milhões ou bilhões de simulações SPICE e podem levar semanas para serem concluídas.

A tecnologia Solido usa uma abordagem de IA adaptativa que usa simulações SPICE para obter resultados iniciais, seleciona pontos de amostra, simula mais pontos finais, depois autoverifica e se adapta conforme necessário, com resultados correspondentes aos métodos de Monte Carlo de força bruta em uma fração do tempo.

Qualquer ferramenta EDA que use IA deve atender a critérios para ser confiável, como pode ser verificada, é precisa em comparação com uma referência, funcionará em geral em todos os meus projetos, é forte o suficiente para me poupar tempo e esforço, e ele pode ser usado por uma equipe de engenharia. Você também pode pensar no nível de maturidade da sua ferramenta EDA com recursos de IA.

Nível 0 – sem abordagem de IA, SPICE com Monte Carlo de força bruta.
Nível 1 – IA parcialmente confiável, onde funciona em algumas células, mas não em todas.
Nível 2 – IA parcialmente confiável, com autoverificação e precisão aceitável.
Nível 3 – IA adaptativa e consciente da precisão, onde resultados de baixa precisão são substituídos por resultados de maior precisão através de mais coleta de dados, melhorando os modelos automaticamente.
Nível 4 – IA de produção completa que funciona para todas as células, todos os casos extremos, o tempo todo.

Aqui está uma abordagem de ferramenta EDA para o Nível 3 de maturidade de IA:

Esta metodologia automatizada produz resultados precisos muito rapidamente, mas não requer intervenção manual. Atingir o nível 1 de IA leva dias, o nível 2 levará meses, o nível 3 requer anos e o nível 4 exigirá décadas de anos de desenvolvimento para ser alcançado.

Ambiente de Design Solido tem um recurso para verificação de alto sigma, onde a IA acelera as execuções do SPICE em uma ordem de magnitude, mas a precisão é total do SPICE. Os engenheiros podem alcançar resultados de verificação 6 sigma em muito menos tempo em comparação com os métodos de força bruta. O uso da abordagem High-Sigma Verifier mostrou uma melhoria de velocidade 4,000,000 vezes mais rápida do que a força bruta em um exemplo de célula. Com métodos antigos, uma equipe de engenharia nem sequer consideraria a verificação de alto sigma, porque os tempos de execução seriam muito lentos.

Além disso, a IA aditiva permite que o Solido Design Environment reutilize modelos de IA de uma execução para ajudar a acelerar ainda mais as execuções subsequentes, acelerando tarefas de verificação incrementais em até 100X adicionais.

Figura 3 minuto — Ambiente de Design Solido

Para criar e verificar modelos Liberty (.lib) com IA, um engenheiro executaria o Solido Generator, que produz novos .libs de canto PVT usando cantos PVT existentes como dados âncora, e o Solido Analytics para validar totalmente .libs, incluindo a detecção de outliers e possíveis problemas em dados .lib automaticamente. Ambas as ferramentas fazem parte Suíte de Caracterização Solido. As técnicas de IA aqui reduzem o tempo de produção e validação de .lib de semanas para apenas horas de execução.

O roteiro para técnicas de IA com ferramentas Solido inclui IA Assistiva, onde a IA generativa ajudará os engenheiros a encontrar e escolher opções de otimização de projeto.

Resumo

A Solido tem um histórico de 15 anos aplicando técnicas de IA a projetistas de circuitos para verificação de alto sigma e caracterização de células, proporcionando resultados de verificação em tempos de execução muito mais curtos. Pergunte aos seus fornecedores de EDA qual é a experiência deles na aplicação de métodos de IA às suas ferramentas e tente ver qual nível de maturidade de IA está sendo oferecido. Alcançar uma maturidade de IA de nível 3 ou 4 requer décadas de esforço de desenvolvimento.

Leia a Artigo de 8 páginas na Siemens EDA.