Verifikation und Synthese struktureller Eigenschaften von Analog-/Mixed-Signal-Schaltungen mittels Constraintprogrammierung am Beispiel von ESD- und Level-Shifting-Netzwerken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Helmut Gräb
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431736995

Ziel des Vorhabens sind neue Methoden zur automatisierten Verifikation der für ESD und Level-Shift erforderlichen Schaltungsteile bei Analog-/Mixed-Signal-Komponenten in der Systemzusammenschaltung. Zu verifizieren ist insbesondere die Korrektheit der Gesamtschaltung, d.h. ob im manuellen Entwurf die richtigen Zusatzkomponenten an den richtigen Stellen in der Netzliste eingefügt wurden. Die Erarbeitung der Methoden beinhaltet das Durchdringen und Systematisieren der zugrundeliegenden schaltungstechnischen Entwurfsprinzipien, die Formulierung und anschließende Software-Implementierung eines automatischen Entwurfsablaufs, sowie die Validierung anhand praktischer Schaltungen. Ein weiteres Ziel des Vorhabens besteht darin, aufbauend auf den erarbeiteten systematischen Regeln für die Verifikation eine automatisierte Synthese der für ESD und Level-Shift erforderlichen Schaltungsteile bei Analog-/Mixed-Signal-Komponenten zu erschaffen. Dies umfasst die Überführung von Verifikationsregeln in deklarative Bedingungen numerischer, logischer bzw. ganzzahliger Art, die als Basis von Optimierungsverfahren dienen. Dabei soll Entwurfswissen so weit wie möglich in Form von Nebenbedingungen und Optimierungszielen erfasst werden, um den Lösungsraum so weit einzuschränken, dass der Entwickler nur mehr unter wenigen wesentlichen Lösungsalternativen auszuwählen hat. Ein wesentliches mathematisches Mittel zur Lösung beider Ziele soll Constraintprogrammierung sein.Als drittes Ziel strebt das Vorhaben an, Hinweise und Anregungen für die Struktursynthese von Analog-/Mixed-Signal-Schaltungen im Hinblick auf die primären Eigenschaften wie beispielsweise Verstärkung, Bandbreite, Phasenrand, Slew Rate zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen