A Simulation-Based Analog Cell Synthesis with Improved Simulation Efficiency

시뮬레이션 효율을 향상시킨 시뮬레이션 기반의 아날로그 셀 합성

This paper presents a new simulation-based analog cell synthesis approach with improved simulation efficiency For the hierarchical synthesis of analog cells we developed the sub-circuit optimizers such as current mirror and differential input stage. Each sub-circuit optimizer can be used for synthesis of analog cells such as OTA(operational transconductance amplifier), 2-stage OP-AMP and comparator. To reduce the time spending of the simulation-based synthesis we propose 2-stage searching scheme and simulation data reusing scheme. With those schemes the synthesis time spending of OTA was reduced from 301.05sec to 56.52sec by 81.12%. Since our synthesis system doesn't need other additional physical parameters except SPICE parameters, and is independent of the process and its model level, the time spending to port to other process is minimized. We synthesized OTA and 2-stage OP-AMP respectively with our approach to show its usefulness.

본 연구에서는 시뮬레이션 효율을 향상시킨 시뮬레이션 기반의 아날로그 셀 합성기법을 제안한다. 아날로그 셀을 계층적으로 합성하기 위하여 시뮬레이션 기반으로 전류미러, 차동입력단 등 각각의 부회로(sub circuit) 생성기들을 개발하였다. 이 부회로 생성기들을 모듈화 시키고 계층화시킴으로써 OTA(operational transconductance amplifier)나 2단(2-stage) OP-AMP, 비교기(comparator)등 일반적인 아날로그 셀들의 합성을 위하여 사용될 수 있게 하였다. 시뮬레이션 기반의 합성 시간을 줄이기 위하여 2단계 탐색 기법 (2-stage searching scheme)과 시뮬레이션 데이터 재사용기법(simulation data reusing scheme)을 제안하여 적용하였다 아날로그 셀(OTA) 합성 시 301.05sec에서 56.52sec로 최고 81.2%의 합성 시간을 줄이므로 시뮬레이션 기반의 회로 합성시 긴 합성시간의 문제를 해결하였다. 개발한 합성기는 SPICE의 모델 파라미터외에 추가적인 물리적 파라미터들을 필요로 하지 않으며 공정이나 SPICE 모델 레벨(level)에 독립적이기 때문에 새로운 공정에 적용할 때 필요한 준비 시간이 최소화되었다. 본 논문에서는 OTA와 2단 OP-AMP를 각각 합성하여 제안하는 합성기법의 유용성을 입증하였다.