ALIAS: analog circuits abstraction for digital systems verification
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Claudionor Jose Nunes Coelho Junior
Luigi Carro
Andrea Iabrudi Tavares
José Augusto Miranda Nacif
Luigi Carro
Andrea Iabrudi Tavares
José Augusto Miranda Nacif
Resumo
A crescente demanda por eficiência em área, consumo de energia e desempenho na indústria de circuitos integrados (CI) alinhada à crescente integração em CIs modernos, está tornando a tarefa de verificação cada vez mais complexa e demorada, consumindo até 70% do tempo de desenvolvimento de um CI. Dado que em níveis mais altos de abstração a velocidade de verificação é maior, tal esforço tende a se concentrar nos estágios digitais do fluxo de projeto, onde a maioria das falhas de um IC podem ser encontradas. Contudo, ao se verificar CIs em níveis digitais, componentes analógicos importantes são geralmente ignorados ou vagamente descritos de maneira discreta, comprometendo, assim, a qualidade do processo de validação. Quando tais componentes analógicos são incluídos na análise, eles são integrados no processo de verificação através de ambientes híbridos, os quais são lentos e ineficientes. Sendo assim, dadas as restrições de tempo usuais de um projeto de CI, a validação usando tal abordagem híbrida tende a cobrir menos estados do circuito que uma simulação puramente digital. Dessa forma, visando manter o comportamento de circuitos analógicos no ambiente de verificação, porém, sem o custo de uma verificação híbrida, nós apresentamos uma nova ferramenta, denominada ALIAS (analog logical-intent abstraction synthesizer), bem como uma nova metodologia para a criação de abstrações puramente digitais de circuitos analógicos. Para criar tais abstrações, a metologia apresentada descreve uma série de passos, desde a aquisição de dados e seu processamento até a geração do modelo digital final. Para isso, abordagens já existentes se valem do uso intensivo de métodos matemáticos e simulações analógicas. Dado que circuitos analógicos a serem integrados em CIs são geralmente verificados de maneira extensiva por profissionais em circuitos analógicos, nós propomos a reutilização de dados provenientes de tais processos. Além de delinear o comportamento de um circuito analógico através de uma perspectiva digital, o ALIAS permite a geração de abstrações com a menor quantidade de intervenção possível por parte do usuário. Como resultado, utilizando vários circuitos analógicos comuns, abstrações sintetizadas com ALIAS demonstraram um ganho considerável em desempenho, bem como um alto nível de precisão. Mais do que isso, as abstrações criadas com ALIAS escalaram de maneira linear com o crescimento do tamanho da simulação, enquanto simulações analógicas exibiram uma explosão exponencial no tempo de execução.
Abstract
The verification process of modern integrated circuits (ICs) is a complex and time-consuming task. This effort is increasingly being concentrated at the digital stages of the design flow, given its faster validation environments and higher level of abstraction. However, at digital levels, important analog components are usually either left out, poorly discretized or integrated with slow hybrid environments. This work presents ALIAS, short for analog logical-intent abstraction synthesizer, along with a new methodology for the creation of digital approximations for analog circuits, allowing the usage of such components at digital levels without the cost of hybrid settings. As a result, using various common analog circuits, abstractions synthesized using ALIAS demonstrated significant performance gains as well as a high level of accuracy.
Assunto
Circuitos integrados, Computação, Reconhecimento de padrões
Palavras-chave
Validação de circuitos, Verificação de circuitos, Abstração de circuitos analógicos