Invasive and parametric simulation methods for integrated circuit analysis
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2023
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| Weitere Verfasser: | , , |
| Format: | UnknownFormat |
| Sprache: | eng |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
2023
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| Online Zugang: | Inhaltsverzeichnis Abstract |
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Tag hinzufügen | Zusammenfassung: | Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2023 Der Entwurf integrierter Schaltungen (ICs) und Systeme ist eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. Durch neue Anwendungen werden immer komplexere ICs in Alltagsgegenständen wie z.B. Mobiltelefonen eingesetzt. Dazu werden nicht nur moderne Halbleitertechnologien sondern auch neue Entwurfsmethoden benötigt. Der Entwurf von Analog/Mixed-Signal (AMS) Schaltungen wird durch Low-Level Effekte beeinträchtigt, die die Leistungsfähigkeit der ICs beeinträchtigen. Im Systementwurf auf Blockebene werden Effekte wie z.B. Rauschen oder parasitäre Kopplungen nicht berücksichtigt. Diese Effekte werden meist nur für einzelne Komponenten untersucht, können jedoch im Systemkontext zu Fehlern führen. Die Kernidee dieser Arbeit ist die Nutzung von Modellerweiterungen, mit denen solche Effekte oder Prüfmodule eingewoben werden können. Diese Änderungen von Parametern oder Struktur werden dazu verwendet, ein System zu untersuchen. In dieser Arbeit werden dazu verschiedene Ansätze vorgestellt: Zur Vermeidung von falsch-positiven Verifikationsergebnissen wird das Konzept der Akzeptanzregionen auf Betriebsbedingungen genutzt. So können die Betriebsbedingungen einer Schaltung mit denen eines Modells im Sinne einer Metrik verglichen werden. Diese Regionen werden dazu verwendet, Prüfmodule zu erzeugen, die Risiko einer falsch-positiven Verifikation vermeiden. Diese Arbeit führt neue invasive Analysemethoden ein, d.h. Methoden, die die Modellerweiterungen nutzen. Die Performance von AMS-Komponenten wird durch Layout-Effekte, d.h. durch parasitäre Elemente, beeinträchtigt. Den daraus entstehenden Problemen wird mit erfahrungs-basiertem, iteratives Vorgehen begegnet. In dieser Arbeit wird eine Methode gezeigt, die parasitären Elemente anhand ihrer Kritikalität ordnet und damit die Optimierung stark vereinfacht. In diesem Kontext wird eine Methode vorgestellt, mit der Symmetriebedingungen für diese Elemente extrahiert werden. Manche Paare von parasitären Kopplungen können sich in einer Schaltung gegenseitig kompensieren. Die gezeigte Methode identifiziert diese Paare zur Optimierung des Layouts. Das Konzept der invasiven Analyse wird dazu genutzt, eine verallgemeinerte Sensitivitätsanalyse zu entwickeln. Durch das Einfügen von Störmodulen kann für verschiedene Angriffspunkte die gerade noch tolerierbare Störamplitude gefunden werden. Dadurch wird ein Sensitivitätsranking dieser Stellen erzeugt. Alle gezeigten Methoden werden anhand industrieller oder industrie-relevanter Beispiele wie einem RFID-Frontend, einer Abtaststufe eines Bildsensors oder einer Power-Management-Schaltungen demonstriert. Die Ergebnisse dieser Arbeit fließen in verschiedenen Forschungs- und Industrieprojekte ein. |
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| Beschreibung: | Tag der Verteidigung: 14.06.2023 |
| Beschreibung: | 197 Seiten Diagramme, Illustrationen |