【摘 要】
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随着现代深亚微米工艺的发展,电路器件的特征尺寸持续缩小,电路集成度越来越高,电子电路的规模急剧增长,电路仿真技术正逐步成为集成电路设计者必不可少的重要验证工具,其收敛性能与收敛效率已成为整个设计流程中至关重要的一环。在众多电路仿真模式中,求解静态工作点的直流分析是最为基础也是最为重要的任务之一。伪瞬态分析(Pseudo transient analysis,PTA)算法是当前直流分析寻找电路静态工
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随着现代深亚微米工艺的发展,电路器件的特征尺寸持续缩小,电路集成度越来越高,电子电路的规模急剧增长,电路仿真技术正逐步成为集成电路设计者必不可少的重要验证工具,其收敛性能与收敛效率已成为整个设计流程中至关重要的一环。在众多电路仿真模式中,求解静态工作点的直流分析是最为基础也是最为重要的任务之一。伪瞬态分析(Pseudo transient analysis,PTA)算法是当前直流分析寻找电路静态工作点时最有效、最实用也是最具前景的方法,其通过向电路嵌入虚拟的动态元器件并基于给定的初值进行虚拟的瞬态分析最终达到稳态以求解无法求解的大规模非线性电路系统。然而伪瞬态分析算法的收敛性能极大的受限于参数值的选取,如接入伪电容伪电感的值、器件嵌入位置、初始时间步长等等。此外,当前大多数伪瞬态分析算法的参数值均为初始给定且仿真过程中不改变的定常数,不能很好的适应仿真过程中独立动态需求,并且对于包含不同类型子电路(对参数需求极为不同的子电路)的组合电路来说,尚未有方法明确给出较好的参数选择策略,更缺乏动态自适应调优策略。因此,本文通过研究参数值对现有的PTA算法的影响,加以比较并指出现有PTA算法存在的缺陷,在此基础上提出了一种自适应伪元件控制算法以解决超大规模非线性组合电路中因参数需求不同导致的收敛域冲突的问题。该算法在电路晶体管的每个非线性节点上分别嵌入独立的动态伪元件,且在仿真过程中根据电路仿真状态进行自适应调优,此后通过多个实验为所提算法提供了伪元器件最优化标准,最后通过52个电路仿真收敛结果表明了所提算法的有效性,通过所提算法解决了采用DPTA算法出现的11个不收敛电路中的9个不收敛电路问题,并且所提算法通过自适应参数调优解决了DPTA算法出现的解曲线不连续的问题,提高了电路收敛效率和收敛性能。
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