一种基于系统级模拟集成电路设计参数自动优化方法与流程

1.本发明涉及集成电路设计技术领域，特别涉及一种基于系统级模拟集成电路设计参数自动优化方法。


背景技术：

2.如图3所示，模拟集成电路设计参数优化一般流程如下，给定模拟电路设计目标和电路架构，设计师通过自身经验或相关优化方法，找到符合设计目标的设计参数。本质上这是一个高维的参数寻优问题，利用数学知识，可以将其转化为有约束的非线性规划问题并借助优化算法进行求解。
3.运用优化算法所获得的非线性规划解集允许设计者从一组相互冲突的设计指标中做出最佳选择,是解决电路最优设计的根本途径。但基于优化算法的非线性规划需要很大的计算量,尤其是需要调用电路仿真软件进行电路性能指标仿真时。随着电路规模增大，影响电路性能参数的因子增多，优化所需的时间也将指数增加，严重拖慢了优化速度。
4.对于大型电路，使用现有电路仿真软件进行一次仿真的时间较长，运用优化算法进行参数寻优需要进行大量的电路仿真，性能参数计算。因此，缩短单次仿真消耗时间，能较大幅度提升电路参数优化的速度。
5.为此，提出一种基于系统级模拟集成电路设计参数自动优化方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于系统级模拟集成电路设计参数自动优化方法，解决了目前行业内没有相关商业软件可以做到，大型电路单次仿真需要时间过长，当电路规模增大，影响电路性能参数的因子增多，优化所需的时间会指数增加，严重拖慢了优化速度的问题。
7.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
8.一种基于系统级模拟集成电路设计参数自动优化方法，包括以下步骤：
9.a1、定义设计目标；
10.a2、固定电路架构；
11.a3、将电路划分为a个子电路模块；
12.a4、将子电路模块参数优化结果的组合作为参数上传给总电路；
13.a5、总电路利用子电路模块参数优化结果的组合结合剩余的元件进行参数优化；
14.a6、在优化结果中选择符合设计目标的一组设计参数；
15.a7、更新设计。
16.具体的，所述步骤a4中，获得子电路模块参数优化结果的组合方法包含：
17.方法一：建立子电路模块库，保存相应参数优化结果，当所需子电路模块在该库中时可直接调用其参数优化结果。
18.方法二：通过计算机并发计算得到元器件的设计参数值，使用优化算法，优化参数
直到符合用户设定条件。
19.具体的，所述步骤a5中，总电路参数优化方法包含：
20.方法三：利用子电路模块的优化性能参数建立宏模型代替原本的子电路模块使用方法二进行总电路的参数优化。
21.方法四：将子电路优化参数的组合作为变量，结合剩余元件，通过计算机并发计算得到元器件的设计参数值，使用优化算法，优化参数直到符合用户设定条件。
22.本发明的有益效果为：
23.(1)本发明将大型电路优化分解为多个子电路模块的优化，解决了当电路规模增大，影响电路性能参数的因子增多，优化所需的时间会指数增加的问题，降低了优化的时间消耗。
24.(2)本发明可建立子电路模块库，保存相应参数优化结果，当所需子电路模块在该库中时可直接调用其参数优化结果，极大提高了设计效率。
25.(3)本发明利用子电路模块的优化性能参数建立宏模型代替原本的子电路模块进行总电路的参数优化，降低了单次优化所需时间，提高优化效率。
附图说明
26.图1为本发明方案详细流程图；
27.图2为本发明方案概括流程图；
28.图3为模拟集成电路设计参数优化流程图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.参考附图1，一种基于系统级模拟集成电路设计参数自动优化方法，包括以下步骤：
31.a1、定义设计目标，例如：设计一个低压差线性稳压器；
32.a2、固定电路架构，电路架构固定后，整个电路可变的是实际的电子元器件，也可以是抽象的用某些参数描述的高级组件的参数大小；
33.a3、将电路划分为a个子电路模块，例如：低压差线性稳压器可分为放大器模块、带隙基准源模块与输出晶体管等零散元件三部分；
34.a4、将子模块模块参数优化结果的组合作为参数上传给总电路；
35.a5、总电路利用子电路模块参数优化结果的组合结合剩余的元件进行参数优化；
36.a6、在优化结果中选择符合设计目标的一组设计参数；
37.a7、更新设计。
38.具体的，所述步骤a4中，获得子电路模块参数优化结果的组合方法包含：
39.方法一：建立子电路模块库，保存相应参数优化结果，当所需子电路模块在该库中时可直接调用其参数优化结果。
40.方法二：通过计算机并发计算得到元器件的设计参数值，使用优化算法，优化参数直到符合用户设定条件。
41.具体的，所述步骤a5中，总电路参数优化方法包含：
42.方法三：利用子电路模块的优化性能参数建立宏模型代替原本的子电路模块使用方法二进行总电路的参数优化。
43.方法四：将子电路优化参数的组合作为变量，结合剩余元件，通过计算机并发计算得到元器件的设计参数值，使用优化算法，优化参数直到符合用户设定条件。
44.具体的，参考附图2，一种基于系统级模拟集成电路设计参数自动优化方法的使用方法，包括以下步骤：
45.b1、将总电路划分为a个子电路模块；
46.b2、将子模块参数优化结果的组合作为参数上传给总电路，此步骤中有两种方法：
①
建立常用的子电路模块库，保存相应参数优化结果，当所需子电路模块在该库中时可直接调用其参数优化结果；
②
使用优化算法指导电路参数优化，此步骤可以用遗传算法，也可以用随机的，或者任何的其他算法。
47.b3、总电路利用子电路参数优化结果的组合结合剩余的元件进行参数优化，其中此步骤有两种方法：
①
利用步骤b2中方法
②
进行参数优化；
②
利用子电路模块的优化性能参数建立宏模型，宏模型构建方法可以是简化法、构造法、列表法、符号法或者任何的其他方法，宏模型可以是电路、符号、数学公式表格或者其他形式。使用宏模型替代子电路模块，使用步骤b2中方法
②
进行参数优化。
48.b4、选择最终优化好的设计参数，可以是列表，也可以是画图供选择；
49.b5、更新设计，此步骤中：改变设计可以是直接改变网表，也可以改变schematic。当然这些都可以用软件实现，开发语言可以是python，也可以是c，c++，java，perl。
50.综上所述：本发明与现在主流方针软件的区别：
51.s1、目前主流方法在针对大型电路参数优化时，同时对电路中所有影响性能参数因子优化，效率低下。本发明将大型电路优化分解为多个子电路模块的优化，解决了当电路规模增大，影响电路性能参数的因子增多，优化所需的时间会指数增加的问题，降低了优化的时间消耗；
52.s2、主流方法在每次设计新电路时，需要重复所有参数优化过程，本发明可建立常用的子电路模块库，保存相应参数优化结果，当所需子电路模块在该库中时可直接调用其参数优化结果，极大提高了设计效率；
53.s3、对于大型电路，使用现有电路仿真软件进行一次仿真的时间较长，而运用优化算法进行参数寻优需要进行大量的电路仿真，耗时过长。本发明利用子电路模块的优化性能参数建立宏模型代替原本的子电路模块进行总电路的参数优化，降低了单次优化所需时间，提高优化效率。
54.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。