电源完整性 PDN 闭合
目标阻抗对比、负载阶跃 rail transient、droop、ripple 与 decap 驱动的 PDN tradeoff。
SMARTAO 将可复用测试平台、Cadence 相关仿真、指标提取、优化搜索、行为/RNM 建模和报告生成合成一个可落地的工程闭环。
当前系统以可复用射频模拟模块类和客户私有设计实例为核心组织。在 Cadence 环境中,同一套基础设施可同时支持电路级与系统级的测试执行、优化闭环、行为/RNM 建模,以及模型与原理图或系统结果的一致性验证。开发者提供的平台文件与客户工作区分离,平台升级不会覆盖客户内部项目。
按模块提供 DUT wrapper 合约、变量化参数、激励、节点映射、OCEAN/MDL 测量入口和 SKILL 原理图生成入口。
优化器读取统一 metrics.txt,比较候选架构,处理 PVT/MC 验证,并可把优化变量回写到 Cadence 相关文件。
行为模型、RNM/EEnet、粗/精模型流程可支持快速探索、模型与原理图一致性检查和可复用模型校准。
前后处理 profile 覆盖电源纹波、带 jitter 时钟、PAM4、调制信号、ADC FFT、PLL 相噪/杂散/jitter、RF 指标和 SerDes DSP 图形。
同一设计意图可拥有多个 PDK-specific implementation,各自使用独立 PDK profile 优化与验证,而不是假设一个 schematic 可直接跨 PDK。
客户可在本地持续新增私有设计实例、私有架构和私有数据。平台升级与客户内部 IP 知识边界分离。
SMARTAO 不只是模块清单,而是围绕 RF/mmWave、电源管理、数据转换、高速 IO、时钟、无源/EM、传感、汽车、无线、雷达、SATCOM 和蓝牙等场景提供可复用流程。
可复用模块类、候选架构和项目级设计实例分层保存。1V LDO、2V LDO、多个 LNA 架构或不同 SerDes 前端既能独立优化,也能一起作为候选架构比较,互不覆盖。
正常运行不仅输出标量 metrics.txt,也能生成可放入报告的图形。下面来自当前 SMARTAO demo,展示电源完整性、数据转换、RNM/EEnet 模型验证、无源 RLCK 拟合、PLL 噪声、112G SerDes、DC-DC、光 PAM4、RF 收发机链路、Memory PHY、FMCW 雷达和毫米波阵列系统等闭环能力。Dual-comb/DCS 内容暂不放入公开网页。
目标阻抗对比、负载阶跃 rail transient、droop、ripple 与 decap 驱动的 PDN tradeoff。
校准前后频谱、通道 mismatch、interleave spur 抑制与后台校准收敛。
原始模型、校准模型、schematic 波形、残余误差和校准收敛集中显示。
EM-like S 参数与拟合 RLCK 模型曲线对比,并显示频率相关拟合误差。
从波形数据提取 PSD、offset phase noise、jitter、参考杂散和分数杂散。
展示 TX FFE、信道、CTLE、ADC sample 和 post-ADC DSP 决策变量。
展示开关波形、启动过程、效率图、loop-gain proxy、纹波频谱、损耗分解与热闭环。
覆盖 PAM4 激励、TX FFE、光调制器/信道、PD/TIA、ADC、RX 均衡与链路质量指标。
展示 DPD、PA 非线性、IQ 失衡、LO 泄漏、相噪、EVM、ACLR 与校准闭环。
展示宽 IO Memory PHY 的信道响应、lane margin、训练收敛、PI/热应力、带宽和能耗闭环。
展示 chirp 场景、beat 波形、距离谱、range-Doppler 图、检测视图与雷达指标闭环。
展示波束成形、TX/RX 链路预算、blocker、扫描指标、EVM、旁瓣和阵列校准闭环。
最有价值的早期场景通常是工程迭代昂贵、测试平台可复用、单个标量指标不足以说明问题的模块。
LDO、Digital LDO、DC-DC、电池路径、UVLO/POR、电源完整性和汽车 PMIC 场景。
整数/分数 PLL、ADPLL/DCO、VCO、DTC/TDC、LO 分配、jitter 注入、相噪和杂散流程。
112G SerDes、ADC-based RX、TX FFE、CTLE、FFE/DFE/CDR、MLSE/Viterbi 后处理和 PAM4 激励。
LNA、PA、Mixer、RF Switch、Phase Shifter、RF Front-End、毫米波相控阵、雷达、WiFi/蜂窝和 SATCOM 测试。
SAR、Sigma-Delta、Time-Interleaved、Pipelined、Hybrid ADC、DAC、S/H、code-density 和 FFT 后处理。
电感、变压器、balun、传输线、耦合器、滤波器、RLCK 拟合、版图 SKILL seed 和 EM-to-circuit 闭合。
第一个客户项目可以选择一个真实电路模块、一个已有 Cadence 测试平台,或一个需要可复用测试、优化与建模的高价值系统场景。
选择模块,定义规格,检查现有 Cadence testbench,绑定节点和变量。
接入指标、前后处理 profile 和初始优化变量。
运行候选优化、PVT/MC 验证、图形报告和模型校准实验。
交付可复用流程包、结果评审、下一模块计划和 license 路径。
客户设计、PDK 路径、仿真数据和项目知识默认保留在客户 workspace。本系统把平台升级和客户私有实例有意分开。
SMART 代表智能、效率和自动化;TAO 代表方法、技术路径、工具与工程之道。SMARTAO 的品牌含义是用可落地的自动化方式,引导复杂半导体设计走向可验证、可复用、可实现的结果。
每周短文可以让 SMARTAO 从内部工具变成可见的技术观点,同时不泄露源码和客户 IP。
Analog 优化通常不是受限于优化器本身,而是受限于测量闭环是否稳定、可复现、可比较。
Analog IP 优化通常不是受限于优化器,而是受限于测量闭环是否足够可重复。
对很多模拟和射频模块来说,真正的工程工作量在 testbench 里:如何正确 bias DUT,如何施加真实激励,如何定义 corner,如何提取有意义的指标,以及如何保证每一个候选设计都被同一种方式评估。如果没有可复用测试平台,每次优化都会变成脆弱的一次性实验。
好的可复用 testbench 首先会标准化设计变量、仿真设置和测量结果之间的接口。优化器不需要理解每一个 schematic 细节,它只需要看到清晰的参数集合和一致的 metrics 文件。
它还会保留工程判断。LDO 的负载瞬态、LNA 的 two-tone 设置、SerDes RX 的 jitter 和 channel 条件、ADC 的 FFT window,这些都属于设计知识。可复用 testbench 能把这些知识沉淀下来。
最重要的是,它让结果可比较。架构 A、架构 B、不同 PDK corner 和后续设计版本都可以通过同一套测量合约评估。这会把优化从多跑一些仿真,变成一个有纪律的设计流程。
一张眼图能告诉你某个位置看起来是否打开,但不能解释 margin 从哪里来,也不能说明跨 corner 会在哪里失败。
眼图很有用,但对 112G SerDes 来说远远不够。
在 112G PAM4 链路里,TX FFE tap、封装和信道损耗、CTLE peaking、ADC 分辨率、时钟 jitter、CDR 行为、FFE/DFE 自适应,以及有时还包括 MLSE 或其它序列检测,都是强耦合的。一张看起来不错的眼图,未必能说明链路为什么工作、margin 从哪里来、跨 corner 时哪里会先坏。
更强的优化流程需要按阶段看指标。接收端之前,需要看 channel insertion loss、return loss、串扰和 TX pre-emphasis。接收端内部,需要看 CTLE 响应、ADC 输入范围、量化噪声、时序 margin 和均衡器收敛。检测之后,还需要 SER/BER 估计、错误分布、jitter tolerance 和 adaptation stability。
它也需要更真实的激励。PAM4 symbol、PRBS pattern、jitter injection、带宽受限信道和 stressed channel condition,都能暴露简单波形快照隐藏的问题。
一张眼图回答的是,这个 case 看起来是否打开。严肃的 112G SerDes 优化流程要回答的是,为什么打开、还有多少 margin、到底是哪些旋钮创造了这些 margin。
AI 可以靠近工作流,但不必接触 schematic、PDK、layout 和专有波形等核心实现数据。
射频和模拟团队可以使用 AI 获得效率提升,同时不暴露 schematic、PDK 数据或专有设计细节。
关键是让 AI 靠近工作流,但远离机密实现数据。团队不必把完整 schematic 或 layout 发送给外部模型,而是可以暴露有限、结构化的信息,比如模块类型、目标规格、允许调整的变量、仿真状态、指标名称和匿名化失败模式。
AI 特别适合围绕设计循环提供帮助。它可以生成测试计划、建议可能的测量项、组织优化变量、解释失败仿真、比较候选结果和起草报告。这些任务需要工程上下文,但不需要完整电路。
更安全的架构可以分成三层:私有层保存 schematic、PDK 文件、仿真波形、提取视图和客户特定 IP;结构化接口层保存脱敏后的 specs、corners、变量范围、metric outputs、logs 和 workflow states;自动化层在本地执行已批准的动作,比如运行仿真、解析结果、更新变量和生成报告。
对 RF/analog 设计来说,AI 最实用的用途也许不是直接生成完整电路,而是帮助工程师运行更好的实验、复用知识、更快诊断问题,并把仿真数据转化为决策,同时把真正的 IP 安全地保留在设计环境内部。
创始人:陈玉生(卜瑞)
射频/模拟/混合信号 IC 设计工程师,专注构建面向可复用测试平台、自动化仿真优化、行为建模与系统级验证的 AI 辅助设计基础设施。
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