kriging元模型構(gòu)造方法及其在電路優(yōu)化中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，集成電路遵循摩爾定律朝著集成度不斷提高、性能更優(yōu)、功耗更低、易于攜帶的方面一步步發(fā)展，極大地便利了人們的生活。但是隨著集成電路的制造工藝進(jìn)入納米時代，龐大地電路結(jié)構(gòu)使得電路設(shè)計的難度不斷增加，影響輸出結(jié)果的因素越來越多。尤其對于模擬集成電路系統(tǒng)和混合信號系統(tǒng)來說，電路中各參數(shù)之間相互影響，參數(shù)和性能指標(biāo)之間呈非線性變化，為了在輸出端或者電路中某一節(jié)點獲得設(shè)計者所需的性能指標(biāo)值，在確定電路的相關(guān)參數(shù)時，往往需要花費大量的時間對電路

2、參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，極大地增加了時間成本。盡管電路設(shè)計自動化（EDA）為大規(guī)模集成電路設(shè)計及優(yōu)化提供了許多幫助，但是EDA軟件之間相互獨立，而且集成電路規(guī)模擴(kuò)大使得EDA軟件所消耗的參數(shù)優(yōu)化時間越來越長，嚴(yán)重推遲了產(chǎn)品投放市場的時間。
　　本論文首先使用了有效集共軛梯度法的方式對 kriging模型進(jìn)行建模，然后在分析靈敏度的基礎(chǔ)上，針對帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計中的性能指標(biāo)要求對相應(yīng)的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行了單目標(biāo)和多目標(biāo)的優(yōu)化；最后，在分析TSV-襯

3、底結(jié)構(gòu)等效電路的基礎(chǔ)上，對TSV的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。本論文的主要研究成果可概括為：
　?。?）從元模型的觀點出發(fā)，將建立于物理與電學(xué)模型的電路等效成簡單的電路關(guān)鍵節(jié)點參數(shù)與性能指標(biāo)之間的數(shù)值模型，并比較分析了各個試驗設(shè)計與建模方法的優(yōu)劣，最終確定了拉丁超立方抽樣與kriging模型結(jié)合的方法來進(jìn)行建?？梢缘玫綄﹄娐返淖罴呀?。
　　（2）使用有效集共軛梯度法的方式確定空間相關(guān)函數(shù)參數(shù)θ。kriging模型中如何確定空間相關(guān)函

4、數(shù)參數(shù)θ是建模過程中研究的一個重點。本論文使用了有效集共軛梯度法的方式確定空間相關(guān)函數(shù)參數(shù)θ，在與遺傳算法的比較中可以發(fā)現(xiàn)，有效集共軛梯度法極大地提高了優(yōu)化效率。
　?。?）從電路的角度出發(fā)，針對帶隙基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計要求進(jìn)行優(yōu)化。在確定關(guān)鍵節(jié)點的基礎(chǔ)上，利用拉丁超立方抽樣方法對范圍內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行抽樣，根據(jù)抽樣數(shù)據(jù)結(jié)果建立基于有效集共軛梯度法的kriging模型，在驗證模型精度以后，利用該模型對PSRR和TC進(jìn)行單目標(biāo)和多目標(biāo)的優(yōu)化并