法動科技系統(tǒng)級電路仿真設(shè)計平臺FDSPICE介紹

0 前言

5G和5.5G的快速發(fā)展與普遍應(yīng)用，對原模擬電路仿真工具提出了新的挑戰(zhàn)和更高要求。市場與用戶需要電路仿真工具具備更高精度、更強算力和更靈活的功能，以支持5G和5.5G模擬/射頻電路系統(tǒng)仿真與優(yōu)化。

為應(yīng)對和適應(yīng)這一挑戰(zhàn)與用戶需求，中國射頻EDA領(lǐng)軍品牌法動EDA成功研發(fā)了系統(tǒng)級電路仿真設(shè)計平臺FDSPICE。

FDSPICE主要用于大規(guī)模模擬/射頻、微波/毫米波、高速數(shù)字電路的系統(tǒng)級電路仿真以及參數(shù)優(yōu)化等。FDSPICE采用了先進(jìn)的AI技術(shù)和“法動EDA電磁大腦”專利技術(shù)（專利公告號“CN 108182316B”），可對電路原理圖及版圖進(jìn)行快速仿真和參數(shù)優(yōu)化。

1 FDSPICE四大創(chuàng)新功能點

2人工智能技術(shù)加速FDSPICE

法動EDA電磁大腦是一種基于人工智能的電磁仿真方法（專利公告號“CN 108182316B”）。本發(fā)明公開一種基于人工智能的電磁仿真方法及其電磁大腦。本發(fā)明將電路元器件所對應(yīng)的幾何、物理、激勵三類數(shù)據(jù)放入全波電磁計算求解器中，可得到該器件結(jié)構(gòu)對應(yīng)的S參數(shù)信息，然后組成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集導(dǎo)入卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行離線訓(xùn)練，得到該器件的基于人工智能的單元模型。將待分析的新型結(jié)構(gòu)器件單元模型加入到中FDSPICE，無需再使用計算速度緩慢的全波電磁仿真方法，而以幾何、物理、激勵作為輸入，以S參數(shù)作為輸出，使用訓(xùn)練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電磁性能分析，得到對應(yīng)器件的S參數(shù)結(jié)果。與現(xiàn)有的全波電磁仿真軟件相比，本發(fā)明一旦完成卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，就無需依靠全波電磁場求解器就能得到仿真結(jié)果，所以在計算效率上比現(xiàn)有軟件提高千倍以上。

FDSPICE的優(yōu)化功能遵循一套清晰、高效的流程。首先，用戶可以通過設(shè)置工藝、編寫并導(dǎo)入庫文件來定義所需的電路元器件。接著，利用人工智能模型庫進(jìn)行快速仿真，并通過迭代優(yōu)化逐步逼近設(shè)計目標(biāo)。在整個過程中，用戶可以直觀地查看不同迭代次數(shù)下的優(yōu)化結(jié)果與目標(biāo)值之間的誤差，并根據(jù)需要選擇最佳的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行實現(xiàn)。此外，F(xiàn)DSPICE還支持S/Y/Z參數(shù)及后處理參數(shù)的查看，為用戶提供全面的電路設(shè)計信息。

3 原理圖與版圖的聯(lián)合仿真

FDSPICE通過調(diào)用UltraEM/SuperEM可以進(jìn)行原理圖與版圖的聯(lián)合仿真。

4 FDSPICE強大的快速優(yōu)化功能

FDSPICE是法動科技推出的用于模擬/射頻高速電路設(shè)計優(yōu)化的 EDA 工具。其中的優(yōu)化功能可以將S/Y/Z 參數(shù)或任何使用“后處理公式”定義的物理量作為優(yōu)化目標(biāo)，對整個設(shè)計中所有的參數(shù)化單元進(jìn)行優(yōu)化，并且支持多目標(biāo)優(yōu)化。該優(yōu)化過程基于的優(yōu)化算法具有全局尋優(yōu)避免掉入局部極小值的優(yōu)點。優(yōu)化過程利用了人工智能模型快速預(yù)測以及S的快速參數(shù)綜合能力，避免了模擬/射頻器件在電磁場仿真中非常耗時的計算過程，同時保證了FDSPICE中模擬/射頻器件的模型擁有接近準(zhǔn)確電磁場仿真的精度。

電路優(yōu)化流程圖

法動科技：

成立于2017年。作為擁有硅谷及斯坦福創(chuàng)新基因的國際一流團隊，我們專業(yè)提供射頻微波電子設(shè)計自動化（EDA）軟件，憑借自主研發(fā)的大容量、快速三維全波電磁仿真引擎和基于人工智能技術(shù)的高效系統(tǒng)級仿真引擎，能夠在射頻微波芯片、封裝、高速PCB等領(lǐng)域為用戶提供快速準(zhǔn)確的電磁仿真、建模及優(yōu)化設(shè)計方案。

同時，我們可以為包括移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、5G、雷達(dá)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和高速數(shù)字設(shè)計在內(nèi)的產(chǎn)品提供高水平設(shè)計開發(fā)服務(wù)。