Verwendung von Gebietsarithmetiken zum Entwurf robuster Schaltungen und Systeme

Abstract:
Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung in der Chipherstellung wird es immer wichtiger, den Einfluss von Prozessschwankungen auf das Verhalten von Schaltungen schon beim Entwurf zu berücksichtigen. Hierzu wird die Genauigkeit der Modelle erhöht und eine Vielzahl von Simulationsläufen (Monte-Carlo, Corner-Case) durchgeführt, um verlässliche Aussagen zu erhalten. Leider führt diese Entwicklung in der Konsequenz zu sehr langen Simulationslaufzeiten. Die kürzlich erzielten Erfolge bei der Schaltungssimulation unter Verwendung von Gebietsarithmetiken [6] eröffnen aber vielversprechende Alternativen. Dieser Beitrag stellt einen Ansatz vor, bei dem Gebietsarithmetiken zur Modellierung von Prozesschwankungen, aber auch zum formal sicheren Einschluss von Abstraktionen bei der Modellierung verwendet werden. Hiermit wird ein Weg aufgezeigt, wie sich Modelle entwickeln lassen, die so genau wie nötig, aber immer verlässlich im Sinne des (formal) sicheren Einschlusses aller möglichen Einflüsse von Prozessvariationen und nicht-modellierter Eigenschaften der Schaltung sind.