Eina d'extracció i ajust automàtic per a models específics de paràmetres de circuits microelectrònics

Abstract

This project presents the development of a software tool that automates the model extraction process at standard cell level, from the cells electrical level simulations. Starting from the standard cells library files, together with a set of simulation templates and configuration files, the tool developed will generate all necessary files to simulate each cell, working at the operating conditions required using an electrical simulator. Subsequently, the simulation results are used to extract the model parameters. The tool has been developed following a modular structure that allows an easy capabilities growth and ease of adaption to different file formats, either for input and output files. This tool highly streamlines the testing and evaluation of models allowing easy model application to circuits with wide variety of cells. Finally, the tool presented in this project has been used to extract various models used in many publications and one doctoral thesis. These models are presented as practical use cases of the tool.

En este proyecto de fin de carrera se ha desarrollado una herramienta software que permite automatizar el proceso de extracción de modelos a nivel de celda estándar a partir de simulaciones a nivel eléctrico de las celdas correspondientes. Partiendo de los archivos de librería de celdas estándar, de un conjunto de plantillas de simulación y archivos de configuración, la herramienta desarrollada generará todos los archivos necesarios para simular cada una de les celdas, en las condiciones de operación exigidas mediante algún simulador eléctrico. Posteriormente los resultados de las simulaciones se utilizan para obtener los parámetros del modelo que se quiere obtener. La herramienta se ha desarrollado con una estructura modular que permite ampliar fácilmente sus capacidades, y adaptarla a diferentes formatos de archivo, tanto de los archivos de entrada como de los de salida. Esta herramienta agiliza enormemente el proceso de testeo y evaluación de modelos, permitiendo aplicarlos a circuitos con una amplia variedad de celdas de manera sencilla. Finalmente, la herramienta presentada en este proyecto se ha utilizado para extraer varios modelos utilizados en múltiples publicaciones y tesis doctorales. Estos modelos se exponen como casos prácticos del uso de la herramienta.

En aquest projecte de fi de carrera s’ha desenvolupat una eina de programari per automatitzar el procés d’obtenció de models a nivell de cel·la estàndard, a partir de simulacions a nivell elèctric de les corresponents cel·les. Partint dels arxius de llibreria de cel·les estàndard, d’un conjunt de plantilles de simulació i arxius de configuració, l’eina desenvolupada generarà tots els arxius necessaris per simular cada una de les cel·les, en les condicions d’operació exigides mitjançant algun simulador elèctric. Posteriorment els resultats de les simulacions s’empren per obtenir els paràmetres del model que es vulgui obtenir. L’eina s’ha desenvolupat amb una estructura modular que permet ampliar fàcilment les seves capacitats, i adaptar-la a diferents formats d’arxiu, tant dels arxius d’entrada com dels de sortida. Aquesta eina agilitza enormement el procés de verificació i avaluació de models, permetent aplicar-los a circuits amb una amplia varietat de cel·les de manera senzilla. Finalment, l’eina presentada en aquest projecte s’ha fet servir per extreure varis models emprats en múltiples publicacions i tesis doctorals. Alguns d’aquests models s’exposen com a casos pràctics de l’ús de l’eina.