一种基于子波逼近和多阶压扩的模拟电路自动建模方法技术

技术编号：3207621 阅读：224 留言：0更新日期：2012-04-11 18:40

一种基于子波逼近和多阶压扩的模拟电路自动建模方法，设一个单输入单输出模拟电路模块的非线性输入－输出函数可用（１）式表示：　　　　ｙ＝ｆ（ｘ）　（１）　　其中，ｘ表示输入，其定义域［ｘ↓［Ａ］，ｘ↓［Ｂ］］称为输入域；ｙ代表输出，ｆ（ｘ）为非线性函数；其特征在于建模的具体步骤如下：　　　　步骤１：求出非线性输入输出函数ｆ（ｘ）的Ｊ阶误差分布　　　　在Ｊ阶小波空间Ｖ↓［Ｊ］内，采用小波自适应算法逼近ｆ（ｘ），得到Ｊ阶误差分布ＥＲＲ↓［Ｊ］（ｘ）：　　　　＊＊＊　　（２）　　　　其中，＊（ｘ）是采用自适应算法得到的ｆ（ｘ）的逼近结果，α为一小的正数，以保证ｆ（ｘ）接近０的时候，模型的相对误差不至于为无穷大；　　　　步骤２：构造压扩函数ｇ↓［Ｊ］（ｘ）　　　　Ａ．求Ｊ阶误差函数的包络　　　　对Ｊ阶误差函数ＥＲＲ↓［Ｊ］（ｘ）求取包络，记包络为ＥＮＶＥ↓［Ｊ］（ｘ）；　　　　Ｂ．构造压扩函数原型　　　　取正数ｐ↓［Ａ］和ｐ↓［Ｂ］，使得０＜ｐ↓［Ａ］＜１＜ｐ↓［Ｂ］，将ＥＮＶＥ↓［Ｊ］（ｘ）线性映射到［ｐ↓［Ａ］，ｐ↓［Ｂ］］区间，得到ＥＮＶＥ↓［ＬＪ］（ｘ），即：　　　　＊＊＊　　（３）　　　　其中，　　　　＊＊＊　　（４）　　　　＊＊＊　　（５）　　　　则压扩函数的原型可以由下式得到：　　　　ｇ↓［Ｊ］（ｘ）＝ｘ↓［Ａ］＋１／Ｇ∫↓［ｘ↓［Ａ］］↑［ｘ］ＥＮＶＥ↓［ＬＪ］（ｔ）ｄｔ　（６）　　其中，　　　　＊＊＊　　（７）　　　　以保证ｇ↓［Ｊ］（ｘ）的值域为［ｘ↓［Ａ］，ｘ↓［Ｂ］］；　　Ｃ．压扩函数原型的优化　　　　ｐ↓［Ａ］和ｐ↓［Ｂ］由迭代方法优化：对一定范围内的ｐ↓［Ａ］和ｐ↓［Ｂ］分别求得压扩函数，建立电路模型，最后选取误差最小的模型对应的ｐ↓［Ａ］和ｐ↓［Ｂ］作为最优值；　　　　步骤３：对原系统进行压扩　　　　利用得到的压扩函数ｇ↓［Ｊ］（ｘ）对原输入输出函数ｆ（ｘ）进行压扩，方法如下：　　　　定义ｌ＝ｇ↓［Ｊ］（ｘ），则　　　　ｆ（ｘ）＝ｆ（ｇ↓［Ｊ］↑［－１］（ｌ））＝ｆ↓［Ｊ］（ｌ）　（８）　　其中，ｆ↓［Ｊ］（ｌ）称为压扩后的输入输出函数，它的定义域ｌ∈［ｘ↓［Ａ］，ｘ↓［Ｂ］］称为压扩域，对（８）求导可得　　　　ｄｆ↓［Ｊ］（ｌ）／ｄｌ＝ｄｆ（ｇ↓［Ｊ］↑［－１］（ｌ））／ｄｌ＝ｄｆ（ｘ）／ｄｘ·ｄｘ／ｄｌ＝ｆ′（ｘ）／ｇ′↓［Ｊ］（ｘ）　（９）　　步骤４：对压扩后的系统进行自适应小波逼近　　　　在整个小波空间内，采用自适应算法对压扩后的函数ｆ↓［Ｊ］（ｌ）进行逼近，记录所用到的小波基个数，并考查步骤１中得到的误差分布函数ＥＲＲ↓［Ｊ］（ｘ），如果ＥＲＲ↓［Ｊ］（ｘ）已经满足误差要求，则进行步骤５，否则，提高小波空间阶数，即令Ｊ＝Ｊ＋１，返回步骤１；　　　　步骤５：选择最优的压扩函数　　　　考查步骤４中每次记录下来的小波基个数。选择对应于所使用的小波基函数个数最少的非线性压扩函数作为最优的压扩函数，记该最优的压扩函数为ｌ＝ｇ↓［ｏｐ］（ｘ）；　　　　步骤６：建立模块的行为级模型　　　　利用选取的最优压扩函数ｌ＝ｇ↓［ｏｐ］（ｘ），对ｆ（ｘ）进行压扩，然后在整个小波区间内，采用自适应小波算法对压扩后的输入输出函数逼近，即有：　　　　ｆ（ｘ）＝ｆ（ｇ↓［ｏｐ］↑［－１］（ｌ））＝ｆ↓［ｏｐ］（ｌ）＝＊Ｃ↓［ｉ］·Ｗ↓［ｉ］（ｌ）　（１０）　　其中，Ｗ↓［ｉ］（ｌ）是采用自适应算法所用到的小波基函数，未知系数Ｃ↓［ｉ］可通过小波配置算法求出，这样，就建立了该电路模块的行为级模型。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属电子
，具体涉及一种模拟电路的自动建模方法。
技术介绍
随着工艺技术的迅速发展和成熟，MOS晶体管特征尺寸持续减小，集成电路芯片的规模日益增大。目前，单片芯片上晶体管的数目已经超过4000万，而系统级芯片SOC则包含10亿个以上的器件。在如此大规模的系统芯片设计过程中，70％的时间被用于仿真验证。因而，对整个电路系统如何进行快速而准确的仿真和验证，已成为SOC设计的瓶颈问题。目前大多数SOC芯片是数模混合电路。对于数字电路部分，基于硬件描述语言的逻辑综合和仿真技术已经比较成熟；而对于在混合信号系统中日益复杂，并且呈多样化发展趋势的模拟电路部分，由于在其仿真过程中需要求解大量的非线性方程，使得仅占芯片面积20％的模拟电路部分的设计时间要占整个系统设计时间的80％，时间和空间耗费非常巨大，令人难以接受。为了缩短设计周期，更加容易地重复利用已有的设计模块，在电路的设计、模拟和验证中，如何建立有效的模拟电路行为级模型，对模拟电路进行快速准确的模拟仿真，已成为日益重要的问题。在自顶向下的电路设计过程中，设计人员可以通过准确的行为级模拟来验证高层系统设计的可行性，从而快速确定系统的结构。作为行为级模拟的直接作用对象，高度抽象的行为级模型对模拟结果的准确性和迅速性具有决定性意义其次，在自底向上的模拟电路验证过程中，对规模巨大的模拟电路进行晶体管级模拟所需消耗的时间和内存是令人无法接受的。在这种情况下，为验证电路设计的正确性，提高设计效率，从晶体管级电路出发建立精确的行为级模型，并进行系统级仿真，具有重要的意义。目前在互连线分析中，模型降阶方法[1]能...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于子波逼近和多阶压扩的模拟电路自动建模方法，设一个单输入单输出模拟电路模块的非线性输入—输出函数可用(1)式表示y＝f(x) (1)其中，x表示输入，其定义域[xA，xB]称为输入域；y代表输出，f(x)为非线性函数；其特征在于建模的具体步骤如下步骤1求出非线性输入输出函数f(x)的J阶误差分布在J阶小波空间VJ内，采用小波自适应算法逼近f(x)，得到J阶误差分布ERRJ(x)ERRJ(x)=|f(x)-f^(x)||f(x)|+α--------(2)]]>其中，是采用自适应算法得到的f(x)的逼近结果，α为一小的正数，以保证f(x)接近0的时候，模型的相对误差不至于为无穷大；步骤2构造压扩函数gJ(x)A.求J阶误差函数的包络对J阶误差函数ERRJ(x)求取包络，记包络为ENVEJ(x)；B.构造压扩函数原型取正数pA和pB，使得0＜pA＜1＜pB，将ENVEJ(x)线性映射到[pA，pB]区间，得到ENVELJ(x)，即ENVELJ(x)==KP+1GPENVEJ(x)---------(3)]]>其中，GP=max(ENVEJ(x))-min(ENVEJ(x))pB-pA-----(4)]]>KP=pA×max(ENVEJ(x))-pB×min(ENVEJ(x))max(ENVEJ(x))-min(ENVEJ(x))-----(5)]]>则压扩函数的原型可以由下式得到gJ(x)=xA+1G&Integral;xAxENVELJ(t)dt-----(6)]]>其中，G=1xB-xA&Integral;xBxBENVELJ(t)dt-------(7)]]>以保证gJ(x)的值域...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾璇，陶俊，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：

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