سمینار برق روشهای طراحی مدل خودکار مدارهای آنالوگ

سمینار برق روشهای طراحی مدل خودکار مدارهای آنالوگ 

چکیده: 

از آنجا که طراحی مدار آنالوگ هنر می باشد، پیاده سازی نرم افزاری که بتواند این امر را مشابه یک فرد خبره انجام دهد، بسیار حائز اهمیت می باشد. به طور کلی طراحی مدارهای آنالوگ شامل دو مرحله می باشد: 1- انتخاب توپولوژی. 2- بهینه سازی مقادیر پارامترهای مدار. 

انتخاب توپولوژی به تجربه فرد طراح بستگی دارد. تکنیک های مختلفی از جمله هوش مصنوعی، الگوریتم ژنتیک، عصبی – فازی، آنالیز نمادین و… را می توان برای این انتخاب به کار گرفت. در حالت کلی روش های طراحی خودکار مدار آنالوگ به دو دسته مبتنی بر دانش و مبتنی بر بهینه سازی تقسیم می شوند. در این سمینار به بررسی این روش ها و ابزارهای موجود در حوزه طراحی خودکار آنالوگ پرداخته می شود و یک روش کلی طراحی خودکار آنالوگ که برای کاربردهای مختلف به کار گرفته می شود، بررسی شده است. 

مقدمه:

با پیشرفت سریع تکنولوژی ساخت مدارهای مجتمع (IC)، صنعت مدار مجتمع از یک ترانزیستور در سال 1950 میلادی به مدار مجتمع هایی شامل میلیون ها ترانزیستور در آغاز قرن 21 میلادی رسیده است. این پیشرفت نمایی، مشکلات طراحی آنالوگ را نیز به همراه داشته است. از جمله افزایش تعداد طراحان برای طراحی مدار مجتمع می باشد که فراهم کردن آن به سادگی امکان پذیر نیست. تنها راه ممکن استفاده از ابزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) می باشد. 

ابزارهای CAD زیادی برای طراحی خودکار موجودند. این ابزارها توسط محققین دانشگاهی و یا توسط شرکت های معتبر به دست آمده اند. نقطه مشترک آن ها در تلاش برای دستیابی به یک روند طراحی خوب تعریف شده، می باشد. طراحی خودکار آنالوگ بیشتر روی ابزارهای ویژه با کاربردهای ویژه متمرکز شده است. برای مثال SPICE یکی از بهترین ابزارهای طراحی سطح مدار است، اما وقتی در یک روند طراحی قرار می گیرد به صورت یک سوال مطرح است. طراحی در حوزه آنالوگ به علت وجود تعداد زیاد پارامترهای آزاد و برهم کنش مبهم مابین آنها، احتیاج به خلاقیت دارد. قبلا طراحی آنالوگ توسط طراحان مجربی انجام می گرفت که فقط از SPICE برای شبیه سازی کمک می گرفتند. این طراحان قادر نبودند دانش خود را در یک چهارچوب مشخص که برای ابزارهای CAD مناسب است، توصیف کنند. بنابراین طراحی آنالوگ بیشتر یک هنر می باشد تا یک علم. 

در حالت کلی یک طراح یا حتی یک شرکت نمی تواند در همه رشته های مختلف متخصص باشد. این ما را بر آن می دارد که از مفهوم خاصیت هوشمند (IP) در طراحی IC استفاده کنیم. برای استفاده از این مفهوم در حوزه آنالوگ، یک محیط طراحی خودکار آنالوگ (ADA) تعریف می شود. در این سمینار علاوه بر معرفی ابزارهای طراحی خودکار آنالوگ موجود، یک روش کلی که برای کاربردهای گوناگون زیادی می تواند به کار رود، بررسی می شود. روند طراحی به گونه ای ایجاد شده است که برای هر ابزار، وظیفه، ورودی و خروجی آن به خوبی تعریف شده است و هر ابزار به تنهایی مفید است. همچنین طراح می تواند آنها را به صورت مستقل انتخاب نماید یا در هر نقطه ای از آن دخالت نموده و از دانش خود استفاده نماید.