本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的模擬集成電路優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 遺傳算法 放大器 擬合曲線(xiàn) 飽和區(qū)

【摘要】：電路進(jìn)化設(shè)計(jì)作為可進(jìn)化硬件(Evolvable HardWare,EHW)的主要分支,目前已成為國(guó)際性的研究熱點(diǎn)。對(duì)于數(shù)字電路而言,利用基于硬件描述語(yǔ)言的邏輯綜合工具可以對(duì)其進(jìn)行快速可靠的綜合設(shè)計(jì),而模擬電路仍需電路設(shè)計(jì)者進(jìn)行手工設(shè)計(jì)完成。采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)模擬集成電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是提升電路設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率的有效途徑。而遺傳算法作為一種優(yōu)化算法,能夠有效的用于模擬電路優(yōu)化設(shè)計(jì)中。本文簡(jiǎn)要介紹了遺傳算法的基本原理,以及模擬集成電路中基本放大器的設(shè)計(jì)理論,在此基礎(chǔ)上對(duì)遺傳算法在集成電路方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究。主要工作內(nèi)容包括:(1)采用遺傳算法對(duì)共柵級(jí)放大器電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于集成電路中器件的模型較為復(fù)雜,理論計(jì)算數(shù)值與實(shí)際電路仿真結(jié)果差異較大,并且經(jīng)過(guò)基本遺傳算法進(jìn)化出的結(jié)果無(wú)法滿(mǎn)足晶體管工作在飽和區(qū)的條件。(2)針對(duì)0.18μm CMOS工藝下的模型晶體管,通過(guò)Cadence仿真工具對(duì)晶體管的參數(shù)進(jìn)行了掃描,進(jìn)而將晶體管的輸出阻抗與漏級(jí)電流之間的關(guān)系,以及閾值電壓和晶體管尺寸之間的關(guān)系進(jìn)行了曲線(xiàn)擬合,從而建立了較為準(zhǔn)確的晶體管模型。此外,將判斷晶體管飽和的條件的實(shí)際應(yīng)用對(duì)遺傳算法的流程進(jìn)行了改進(jìn),加入了遴選替換程序,使得進(jìn)化出的參數(shù)能夠讓晶體管工作在飽和區(qū),最終完成了對(duì)共漏級(jí)放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3)在建立了較為準(zhǔn)確的晶體管的基礎(chǔ)上,將遺傳算法應(yīng)用于共源級(jí)放大器電路的多目標(biāo)設(shè)計(jì)中,構(gòu)造了一個(gè)性能指標(biāo)適應(yīng)度函數(shù),以此完成了對(duì)于低頻增益,帶寬,轉(zhuǎn)換速率,電流四個(gè)參數(shù)的多目標(biāo)電路優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：遺傳算法 放大器 擬合曲線(xiàn) 飽和區(qū)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN431.1;TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 本課題相關(guān)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 模擬集成電路綜合工具10-11
• 1.2.2 模擬集成電路進(jìn)化設(shè)計(jì)技術(shù)11-13
• 1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 遺傳算法的基本原理和方法14-27
• 2.1 遺傳算法概述14-16
• 2.1.1 基本遺傳算法的實(shí)現(xiàn)14-15
• 2.1.2 遺傳算法的特點(diǎn)15-16
• 2.2 遺傳算法用于求解多目標(biāo)問(wèn)題16-17
• 2.3 傳統(tǒng)遺傳算法的實(shí)現(xiàn)技術(shù)17-26
• 2.3.1 染色體的編碼18-19
• 2.3.2 適應(yīng)度函數(shù)19-21
• 2.3.3 選擇操作21-23
• 2.3.4 交叉操作23-25
• 2.3.5 變異操作25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 遺傳算法應(yīng)用于共柵級(jí)放大器設(shè)計(jì)27-33
• 3.1 共柵級(jí)放大器基本原理27-28
• 3.1.1 共柵級(jí)放大器簡(jiǎn)介27-28
• 3.2 共柵級(jí)放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì)28-30
• 3.2.1 遺傳算法的程序?qū)崿F(xiàn)28-29
• 3.2.2 編碼方案與適應(yīng)度函數(shù)29-30
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 MOS器件模型的改進(jìn)及遺傳算法的應(yīng)用33-49
• 4.1 MOS管建模33-40
• 4.1.1 曲線(xiàn)擬合33-34
• 4.1.2 MOS小信號(hào)模型34-36
• 4.1.3 輸出電阻與漏級(jí)電流之間關(guān)系的曲線(xiàn)擬合36-37
• 4.1.4 閾值電壓37-38
• 4.1.5 閾值電壓變化的曲線(xiàn)擬合38-40
• 4.2 合格個(gè)體的遴選替換算法40-43
• 4.2.1 遴選替換算法40-42
• 4.2.2 優(yōu)化的遺傳算法流程42-43
• 4.3 共漏級(jí)運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)43-47
• 4.3.1 共漏級(jí)放大器43-45
• 4.3.2 編碼方案與適應(yīng)度函數(shù)45-46
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 遺傳算法應(yīng)用于多目標(biāo)放大器設(shè)計(jì)49-62
• 5.1 遺傳算法用于求解多目標(biāo)問(wèn)題49-52
• 5.1.1 傳統(tǒng)優(yōu)化方法的原理49-50
• 5.1.2 經(jīng)典的傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化算法50-52
• 5.2 共源級(jí)放大器多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化52-60
• 5.2.1 共源級(jí)放大器52-54
• 5.2.2 編碼方案與適應(yīng)度函數(shù)54-56
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論56-60
• 5.3 本章小結(jié)60-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67

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