PETA-Gmin:求解非线性电路的动态延拓算法

摘要

在集成电路设计的晶体管级电路仿真中,为了成功求解直流工作点,诞生了各种各样的直流延拓算法,如Gmin步进法、源步进法、伪瞬态法和同伦法等。随着集成电路的不断发展,对于现今具有强非线性的大规模电路,直流分析算法的收敛性能和效率仍然是一个巨大的挑战。针对具有强非线性的大规模电路在仿真过程中存在的收敛性较差以及仿真效率较低等问题,提出了一种名为PETA-Gmin的动态直流混合延拓算法。不同于之前所有的传统算法,PETA-Gmin将伪瞬态的过程成功地结合到了Gmin步进法中。由于伪电容的接入使得节点电压可以连续变化,从而有效地改善了仿真中解曲线不连续的问题,提高了收敛性。同时,Gmin步进法的快速步进保证了高效的仿真速率。目前,通过对工业界的大规模电路进行仿真,验证了所提PETA-Gmin算法的性能。实验结果表明,所提算法在仿真收敛性方面相对于Gmin步进法得到了显著提升,并且在仿真效率方面相对于最新的伪瞬态算法,其加速比最高(平均)可达4.89倍(2.57倍)。