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(shí)代，龐大地電路結(jié)構(gòu)使得電路設(shè)計(jì)的難度不斷增加，影響輸出結(jié)果的因素越來越多。尤其對(duì)于模擬集成電路系統(tǒng)和混合信號(hào)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(diǎn)獲得設(shè)計(jì)者所需的性能指標(biāo)值，在確定電路的相關(guān)參數(shù)時(shí)，往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間對(duì)電路

2、參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，極大地增加了時(shí)間成本。盡管電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）為大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供了許多幫助，但是EDA軟件之間相互獨(dú)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(shí)間越來越長(zhǎng)，嚴(yán)重推遲了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間。
　　本論文首先使用了有效集共軛梯度法的方式對(duì) kriging模型進(jìn)行建模，然后在分析靈敏度的基礎(chǔ)上，針對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)中的性能指標(biāo)要求對(duì)相應(yīng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)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(duì)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(diǎn)出發(fā)，將建立于物理與電學(xué)模型的電路等效成簡(jiǎn)單的電路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)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(gè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)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?duì)電路的最佳近似。
　?。?）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(gè)重點(diǎn)。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(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行優(yōu)化。在確定關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用拉丁超立方抽樣方法對(duì)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(yàn)證模型精度以后，利用該模型對(duì)PSRR和TC進(jìn)行單目標(biāo)和多目標(biāo)的優(yōu)化并