Ứng dụng mô phỏng mạch AI và SPICE - Semiwiki

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Bạn có thể kể tên nhà cung cấp EDA đã sử dụng AI lần đầu tiên cách đây 15 năm cho các nhà thiết kế mạch sử dụng trình mô phỏng SPICE không? Tôi có thể nhớ nhà cung cấp đó, đó là Solido, hiện là một phần của Điện thoại Siemensvà tôi vừa đọc bài báo dài 8 trang của họ về cách họ xem xét các cấp độ khác nhau của AI đang được sử dụng trong EDA để giúp các nhà thiết kế vi mạch làm việc thông minh hơn và nhanh hơn so với sử dụng các phương pháp thủ công.

Các thiết kế tùy chỉnh bao gồm thư viện ô, bộ nhớ và IP analog yêu cầu chạy mô phỏng SPICE trên nhiều kết hợp Quy trình, Điện áp và Nhiệt độ (PVT) cũng như biến thể cục bộ để được xác minh đầy đủ theo năng suất mục tiêu, chẳng hạn như 3, 4, 5, 6 sigma , hoặc cao hơn. Ngoài ra, các mô hình thời gian được sử dụng bởi các công cụ phân tích thời gian tĩnh và tổng hợp logic cũng yêu cầu nhiều mô phỏng SPICE để lập mô hình và xác thực .lib, đặc biệt với biến thể thống kê có trong các phần Định dạng biến thể Liberty (LVF) của .lib. Những nhiệm vụ này cần hàng triệu hoặc hàng tỷ mô phỏng SPICE và có thể mất vài tuần để hoàn thành.

Công nghệ Solido sử dụng phương pháp AI thích ứng sử dụng mô phỏng SPICE để có kết quả ban đầu, chọn điểm mẫu, mô phỏng nhiều điểm cuối hơn, sau đó tự xác minh và điều chỉnh khi cần, với kết quả phù hợp với các phương pháp Monte Carlo mạnh mẽ trong một phần nhỏ của thời gian.

Bất kỳ công cụ EDA nào sử dụng AI đều phải đáp ứng các tiêu chí đáng tin cậy, chẳng hạn như nó có thể được xác minh hay không, nó có chính xác so với tham chiếu không, nó có hoạt động chung trên tất cả các thiết kế của tôi không, nó có đủ mạnh để giúp tôi tiết kiệm thời gian và công sức không, và nó có thể được sử dụng bởi một đội ngũ kỹ thuật. Bạn cũng có thể suy nghĩ về mức độ trưởng thành của công cụ EDA với các tính năng AI.

Cấp 0 – không có phương pháp tiếp cận AI, SPICE với Monte Carlo bạo lực.
Cấp độ 1 – AI đáng tin cậy một phần, trong đó nó hoạt động trên một số ô, nhưng không phải tất cả.
Cấp độ 2 – AI đáng tin cậy một phần, có khả năng tự xác minh và độ chính xác chấp nhận được.
Cấp độ 3 – AI thích ứng, nhận biết độ chính xác, trong đó kết quả có độ chính xác thấp được thay thế bằng kết quả có độ chính xác cao hơn thông qua việc thu thập nhiều dữ liệu hơn, tự động cải thiện các mô hình.
Cấp độ 4 – AI sản xuất hoàn chỉnh hoạt động cho tất cả các ô, mọi trường hợp góc, mọi lúc.

Đây là cách tiếp cận công cụ EDA dành cho Cấp độ 3 của mức độ trưởng thành AI:

Phương pháp tự động này tạo ra kết quả chính xác rất nhanh chóng mà không cần can thiệp thủ công. Việc đạt đến cấp độ 1 của AI phải mất vài ngày, cấp độ 2 sẽ mất vài tháng, cấp độ 3 cần nhiều năm và cấp độ 4 sẽ cần nhiều thập kỷ của nhà phát triển để đạt được.

Môi trường thiết kế Solido có một tính năng để xác minh sigma cao, trong đó AI tăng tốc SPICE chạy theo cấp độ lớn, nhưng độ chính xác vẫn là SPICE hoàn toàn. Các kỹ sư có thể đạt được kết quả xác minh 6 sigma trong thời gian ngắn hơn nhiều so với các phương pháp cưỡng bức. Việc sử dụng phương pháp Trình xác minh Sigma cao cho thấy tốc độ cải thiện nhanh hơn 4,000,000 lần so với phương pháp brute-force trong một ví dụ về tế bào. Với các phương pháp cũ, nhóm kỹ thuật thậm chí sẽ không xem xét xác minh sigma cao vì thời gian chạy sẽ quá chậm.

Hơn nữa, AI bổ sung cho phép Môi trường thiết kế Solido sử dụng lại các mô hình AI từ một lần chạy để giúp tăng tốc hơn nữa các lần chạy tiếp theo, đẩy nhanh các nhiệm vụ xác minh gia tăng lên tới 100 lần.

Hình 3 phút — Môi trường thiết kế Solido

Để tạo và xác minh các mô hình Liberty (.lib) bằng AI, một kỹ sư sẽ chạy Solido Generator để tạo ra các góc PVT mới bằng cách sử dụng các góc PVT hiện có làm dữ liệu cố định và Solido Analytics để xác thực đầy đủ các .lib, bao gồm cả việc phát hiện các ngoại lệ và các vấn đề tiềm ẩn trong dữ liệu .lib tự động. Cả hai công cụ này đều là một phần của Bộ đặc tính Solido. Các kỹ thuật AI ở đây giúp giảm thời gian xác thực và sản xuất .lib từ vài tuần xuống chỉ còn vài giờ chạy.

Lộ trình cho các kỹ thuật AI với các công cụ Solido bao gồm AI hỗ trợ, trong đó AI tổng quát sẽ giúp các kỹ sư tìm và chọn các phương án tối ưu hóa thiết kế.

Tổng kết

Solido có lịch sử 15 năm áp dụng các kỹ thuật AI cho các nhà thiết kế mạch để xác minh sigma cao và mô tả đặc tính tế bào, mang lại cho họ kết quả xác minh trong thời gian chạy ngắn hơn nhiều. Hãy hỏi các nhà cung cấp EDA của bạn xem kinh nghiệm của họ trong việc áp dụng các phương pháp AI vào các công cụ của họ là gì và thử xem mức độ trưởng thành của AI đang được cung cấp. Để đạt được mức độ trưởng thành AI cấp 3 hoặc cấp 4 đòi hỏi nhiều nỗ lực phát triển trong nhiều thập kỷ.

Đọc bài viết 8 trang tại Siemens EDA.