EDP: Expert Design Plan

Ziel

Methodik zur Automatisierung des analogen integrierten Schaltungsenwurf unter Verwendung von Prozeduren

Motivation

Der Grund für den hohen Automatisierungsgrad im Digitalentwurf fußt auf der Einschränkung von Freiheitsgraden beim Entwurf (z. B. durch Standardzellen), was die Verwendung von optimierenden Algorithmen ermöglicht, wohingegen beim analogen Schaltungsentwurf alle Constraints und Freiheitsgrade berücksichtigt werden müssen.

Dies resultiert in einer geringen Akzeptanz von optimierenden Algorithmen in der Anwendungspraxis beim analogen Schaltungsentwurf. Dementsprechend basiert der Schaltungsentwurf fast ausschließlich auf Expertenwissen und ist deshalb auch weitestgehend durch einen manuellen Entwurfsfluss geprägt.

Unser Ansatz

Deshalb plädieren wir dafür, das manuellen Entwurfsvorgehen in eine Prozedur zu überführen. Wir bezeichnen dies als Expert Design Plan (EDP).

Eine EDP ist ein parametrierbares, ausführbares Skript, das die Vorgehensweise eines menschlichen Schaltungsentwicklers abbildet. Eine EDP formalisiert somit die wissensbasierte Strategie des Designexperten und macht sie wiederverwendbar (Reuse). Eine EDP kann den Entwurf einer gesamten Schaltungstopologie abdecken.

Um die Vorgehensweise des Schaltungsentwicklers erfassen zu können muss die domänenspezifische Sprache EDPL (EDP-Language) entwickelt werden. Diese EDPL enthält alle nativen Befehle, die für den analogen Schaltungsentwurf erforderlich sind, z.B. zur Topologievariationen, zum Ausführen von Schaltungssimulationen und Ändern von Parametern. Damit die Schaltungsentwickler nicht von ihrer gewohnten Denk- und Arbeitsweise abweichen müssen, muss die EDP automatisch in gewohnter Entwurfsumgebung im Hintergrund erfasst werden.

Status

Die Machbarkeit der EDP-Methodik wurde in [1] demonstriert, am Beispiel der Dimensionierung einer Sourceschaltung. Erste EDPL-Befehle wurden mit SKILL++  in Cadence Virtuoso implementiert.
Gegenwärtig arbeiten wir an der Umsetzung der generischen EDPL, die alle für den analogen Schaltungsentwurf benötigten Befehle umfasst.

References


[1] F. Leber, J. Scheible:
A Procedural Approach to Automate the Manual Design Process in Analog Integrated Circuit Design; GMM-Fachbericht 91, 16. GMM/ITG-Fachtagung ANALOG 2018, München, Germany, 12.-14.09.2018, pp. 175-180, (also to be published in IEEE Xplore),  PDF .