一种利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法与流程

本发明涉及eda工具中电路设计领域，特别涉及一种利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法，用以实现电路的快速可靠性仿真，并提供电路优化方案。

背景技术：

随着工艺演进，工艺偏差（processvariation）变得愈发显著，严重影响了芯片设计的质量和成品率。为保证设计的良率，蒙特卡洛（montecarlo）分析已成为设计验证中的必须环节。然而，传统的montecarlo分析方法需要大量的仿真采样来做统计分析，但仿真的过程太慢，如果想达到优化电路的效果，将会消耗更长时间，迭代周期较长，设计者往往等不及，只能获取部分结果，验证覆盖率达不到要求，更不能实现更好的优化。

在类似于运算放大器的设计，往往需要对增益、带宽、相位裕度和功耗这些参数折中优化。在传统的设计验证中，往往由于验证无法全面覆盖而采取牺牲一些功耗指标来满足运算放大器的增益、带宽、pm的需求，这样至少可以保证运算放大器的性能是满足系统需求的。但对于一些特性场合，比如iot应用，功耗要求就更加严格，功耗的增加同样是系统无法接受。

基于以上情况，本发明应运而生，依托快速蒙特卡洛（fastmontecarlo）分析，依据限定条件对电路设计进行优化，在提高验证覆盖率的同时实现了电路优化。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法，迭代产生一组快速蒙特卡洛分析结果、符合电路设计规格的器件参数，提高验证覆盖率的同时实现了电路优化，提高了芯片设计的质量和成品率。

为实现上述目的，本发明提供的利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法，包括以下步骤：

1）设置电路设计规格；

2）设置电路优化列表；

3）设置快速蒙特卡洛分析选项并进行分析；

4）显示优化结果。

进一步地，所述电路设计规格包括运算放大器中的带宽、增益、相位裕度和mos管电流。

进一步地，步骤2）所述设置电路优化列表，是根据器件对电路性能的影响程度，设置电路优化列表。

进一步地，步骤3）所述设置快速蒙特卡洛分析选项的步骤，包括，设置3sigma标准；计算process和mismatch概率分布函数。

更进一步地，所述步骤3）进行快速蒙特卡洛分析，包括以下步骤，

进行趋势判断，并分析模型中的蒙特卡洛因子与所述趋势的关系；

判断蒙特卡洛因子偏向某个方向会使设计更趋于电路设计规格或者更偏离电路设计规格；

通过eda工具选定特定的因子进行电路分析，从而加速整个优化过程。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述的利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法的步骤。

本发明提供设置电路设计规格的选项，电路优化器件列表，快速蒙特卡洛分析设置选项，依据快速蒙特卡洛方法对设计进行蒙特卡洛仿真，并分析仿真结果与电路设计规格之间的关系，优化电路优化器件列表的器件，迭代产生一组快速蒙特卡洛分析结果符合电路设计规格的器件参数，提高验证覆盖率的同时实现了电路优化，提高了芯片设计的质量和成品率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法的流程图；

图2为根据本发明的实施方式的运算放大器电路示意图；

图3为根据本发明的实施方式的优化功能界面示意图；

图4为根据本发明的实施方式的优化结果示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法的流程图，下面将参考图1，对本发明的利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法进行详细描述。

首先，在步骤101，根据电路的类型，设置电路设计规格。以运算放大器电路为例，图2为根据本发明的实施方式的运算放大器电路示意图，对图2所示的运算放大器电路进行ac分析，可以得到运算放大器中的带宽、增益、相位裕度。图3为根据本发明的实施方式的优化功能界面示意图，在图3所示的specification区域可以设置这些电路设计规格，同时也可以检测如m5管子上的电流并设定阈值。

从图3中可以看出，specification区域是电路设计规格设置区域，已经依次设定了带宽、增益、相位裕度和m5管电流的设计规格。

在步骤102，根据器件对电路性能影响程度，设置电路优化列表。

对于图2中的运算放大器各性能影响显著的器件是m1、m2、m3、m4这4个mos管，那么就可以只对这些器件进行优化，其它器件可不做优化，这样设定的好处是降低eda工具的计算复杂度。如图3所示，optimizationdevicelist区域是设置电路优化器件列表区域，已经设定优化器件列表为m1、m2、m3、m4。

在步骤103，根据电路工艺，设置快速蒙特卡洛分析选项，进行快速蒙特卡洛分析。

快速蒙特卡洛分析，是依据前面十几次或者几十次分析，进行一个趋势判断，并分析模型（model）中的蒙特卡洛因子与这些趋势的关系，从而可以判断蒙特卡洛因子往某个方向偏会使得设计偏向更趋于电路设计规格或者更偏离电路设计规格，然后通过eda工具会选定一些特定的因子进行电路分析，从而加速整个优化过程。

fastmontecarlo区域就是快速蒙特卡洛分析设定区域，如图3所示，设置3sigma的标准，同时计算process和mismatch概率分布函数（分布函数存在于工艺信息中）。

在步骤104，显示优化结果。

整个优化过程运行完成后，电路会给出一个优化后的电路器件尺寸。图4为根据本发明的实施方式的优化结果示意图，如图4所示，optimizationdevicelist中的optimizedvalue一列就是依据此次分析优化后的器件尺寸。

用户可以根据需求在eda工具中，启动本发明的方法的功能：设置电路设计规格的选项，设置电路优化器件列表，设置快速蒙特卡洛分析选项，运行快速蒙特卡洛分析，并依据电路设计规格给出优化后的电路器件尺寸。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述的一种利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法的步骤，所述一种利用快速蒙特卡洛方法实现电路优化的方法参见前述部分的介绍，不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。