大規模集積回路の統計的特性解析・最適化手法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555095
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小野寺 秀俊 京都大学, 情報学研究科, 教授 (80160927)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神原 弘之 京都高度技術研究所, エレクトロニクス室長 ; 小林 和淑 京都大学, 情報学研究科, 助手 (70252476)
• Keywords: 統計的解析 / ばらつき / 集積回路 / 歩留り最大化 / ロバスト設計 / 設計容易化技術 / 統計モデリング / モンテカルロ解析

Research Abstract

本年度は、昨年度の課題を更に検討するとともに、開発した統計的動作特性モデルを用いて、デバイス・回路・素子のコンカレント最適化手法を明らかにした。詳細は下記の通りである.
1.応答曲面を階層的に用いる統計的特性解析手法の検討
平成11年度に引き続き、ハードウェア記述言語を用いた大規模回路の統計的解析手法について検討した。並行して、各種変動要因に対する特性の変動量を応答曲面を用いて階層的に求め、モンテカルロシミュレーションに頼ることなく特性変動のモデル化を行う手法を検討した.(小野寺、小林)
2.デバイス・回路・素子のコンカレント最適化技術の開発
階層的な機能記述もしくは階層的な応答曲面の作成により、物理的な変動パラメータや素子寸法などの設計パラメータと回路特性の関係が評価できるようになった。最終的な回路特性を評価しながら、設計パラメータを最適化すると同時に、変動パラメータの変化量や配線間隔などの構造パラメータに対する回路特性の変動量が評価できる。そこで、調整可能なすべての要因を同時に最適化する手法を検討した。パラメータの修正を逐次繰り返す発見的手法とともに、非線型最適化問題への定式化について検討した。(小野寺、小林)
3.大規模回路の統計的特性解析・最適化システムの試作
本研究で開発した解析と最適化アルゴリズムを、先に開発した「コマンド言語をもつ集積回路統計CADシステム」上に実装し、素子特性のばらつきモデル化から全体回路の統計的解析・最適化までが一貫して行える実験システムを構築した。(小林、小野寺)
4.回路設計への適用と評価
開発手法の有効性を、実際の回路設計に適用して評価した。LSI設計工程での試用を通じて、本手法の有効性を評価するとともに改善課題があれば洗い出した。(全員)

Research Products

• [Publications] K.Okada,H.Onodera: "Stastical Modeling of Device Characteristics with Systematic Variability"IEICE Transacions on Fundamentals. E84-A(2). 529-536 (2001)
• [Publications] 藤田智弘,小野寺秀俊: "ベクトル合成モデルによる集積回路遅延特性のワーストケース解析"情報処理学会論文誌. 41(4). 927-934 (2000)
• [Publications] T.Fujita,H.Onodera: "A Method for Linking Process-Level Variability to System Performances"IEICE Transaction Fundamental. E83-A(12). 2591-2599 (2000)
• [Publications] 藤田智弘,小野寺秀俊: "大規模集積回路の統計的遅延解析手法"情報処理学会DAシンポジウム2000論文集. 91-96 (2000)
• [Publications] 藤田智弘,小野寺秀俊: "アナログ集積回路の階層的歩留まり最適化手法"第13回回路とシステム軽井沢ワークショップ論文集. 187-192 (2000)