【ZiDongHua 之“自動(dòng)化學(xué)院派”收錄關(guān)鍵詞： 北京大學(xué) 機(jī)器學(xué)習(xí) 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化】
　　
　　北大EDA | iMoB v3.0 Release 2025 Q2版本升級(jí)！基于機(jī)器學(xué)習(xí)建模到電路仿真的一站式解決方案
　　
　　產(chǎn)品背景
　　
　　隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和5G等新興技術(shù)的迅猛發(fā)展，集成電路正向小型化、高頻率和高功率的方向加速。與此同時(shí)，新材料和新結(jié)構(gòu)的涌現(xiàn)，推動(dòng)了半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新，但目前仍然缺乏完善的器件模型和有效的驗(yàn)證手段來評(píng)估這些新材料在電路中的性能，這使得快速建立相應(yīng)的器件模型變得尤為緊迫。
　　
　　在前期iMoB基礎(chǔ)上，無錫北京大學(xué)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化研究院研發(fā)推出了iMoB v3.0 Release 2025 Q2?？蓪?shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到建模再到電路仿真的一站式解決方案，支持多個(gè)電路仿真工具，并集成了開源的電路仿真工具?？纱蟠蠹铀俨牧蠑?shù)據(jù)到電路模型的轉(zhuǎn)換過程從而加速新材料在實(shí)際應(yīng)用中的開發(fā)和部署。此次發(fā)布中，我們以仿真獲得的FinFET數(shù)據(jù)為例，詳細(xì)介紹了使用iMoB進(jìn)行器件建模和電路仿真的新功能。
　　
　　01
　　
　　iMoB v3.0 Release 2025 Q2全新版本介紹
　　
　　iMoB v3.0 Release 2025 Q2 中，在前期iMoB的I-V模型基礎(chǔ)上，集成了C-V模型從數(shù)據(jù)到建模再到電路仿真的一站式解決方案。新增C-V模型DC仿真功能，可精確模擬器件電容隨電壓的變化特性，支持C-Vgs（柵壓） 和 C-Vds（漏壓） 曲線仿真。新增環(huán)形振蕩器瞬態(tài)仿真模塊，為C-V模型提供動(dòng)態(tài)驗(yàn)證平臺(tái)，確保模型在電路級(jí)應(yīng)用中的收斂性和時(shí)序準(zhǔn)確性。
　　
　　在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建功能中，我們引入了可視化選項(xiàng)卡與結(jié)構(gòu)圖展示，該方法顯著提升了交互性與可視化效果，使用戶在設(shè)置每一層參數(shù)（如激活函數(shù)、神經(jīng)元數(shù)量、輸入輸出等）時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)看到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，并支持交互式地添加、刪除或修改網(wǎng)絡(luò)層，顯著提升了使用的靈活性與直觀性，降低了學(xué)習(xí)門檻，也更方便調(diào)試與驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
　　
　　iMoB v3.0 Release 2025 Q2 提供7nm節(jié)點(diǎn)-FinFET樣例數(shù)據(jù)、C-V仿真網(wǎng)表及環(huán)形振蕩器仿真網(wǎng)表。
　　
　　02
　　
　　iMoB 各版本對(duì)比
 
　　
　　03
　　
　　iMoB 建模流程
　　
　　支持器件模型集成的定制化
　　
　　步驟01
　　
　　導(dǎo)入測(cè)試數(shù)據(jù)
　　
　　步驟02
　　
　　設(shè)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(選項(xiàng)卡/腳本)
　　
　　步驟03
　　
　　采用機(jī)器學(xué)習(xí)求解參數(shù)
　　
　　步驟04
　　
　　根據(jù)求解參數(shù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)
　　
　　步驟05
　　
　　對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)
　　
　　步驟06
　　
　　生成Verilog-A
　　
　　步驟07
　　
　　進(jìn)行SPICE仿真
　　
　　04
　　
　　iMoB 主要功能介紹
　　
　　1 設(shè)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和訓(xùn)練（可采取3種方式）
　　
　　調(diào)控選項(xiàng)卡設(shè)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及訓(xùn)練
　　
　　采用默認(rèn)腳本模板進(jìn)行自定義設(shè)置
　　
　　加載用戶自定義腳本
　　
　　調(diào)控可視化選項(xiàng)卡設(shè)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及訓(xùn)練
　　
　　采用可視化選項(xiàng)卡界面進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，幫助用戶更方便靈活地構(gòu)建自定義神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。用戶可通過選項(xiàng)卡逐步配置各層參數(shù)（如輸入輸出、激活函數(shù)、優(yōu)化器等），軟件會(huì)自動(dòng)生成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，直觀展示層級(jí)與連接關(guān)系。支持交互式調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，方便快速嘗試和優(yōu)化模型。該功能對(duì)器件建模等非編程用戶友好，同時(shí)也提升了開發(fā)者的建模效率與靈活性。
 
　　
　　采用選項(xiàng)卡設(shè)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，用戶通過選項(xiàng)卡設(shè)置機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練的參數(shù)（例如：訓(xùn)練次數(shù)、學(xué)習(xí)率、損失函數(shù)等等），此外，iMoB將訓(xùn)練過程可視化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)訓(xùn)練過程中訓(xùn)練集和測(cè)試集的精度。
　　
　　采用默認(rèn)腳本模板進(jìn)行自定義設(shè)置
　　
　　加載腳本模板，iMoB 為用戶提供了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練腳本的模板示例，保留了與數(shù)據(jù)加載、輸入輸出等相關(guān)的基本結(jié)構(gòu)，便于用戶了解整體流程，用戶可基于現(xiàn)有模板進(jìn)行自定義擴(kuò)展與修改，以適配特定建模需求。
　　
　　加載用戶自定義腳本
　　
　　加載腳本模板，iMoB 為用戶提供了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練腳本的模板示例，保留了與數(shù)據(jù)加載、輸入輸出等相關(guān)的基本結(jié)構(gòu)，便于用戶了解整體流程，用戶可基于現(xiàn)有模板進(jìn)行自定義擴(kuò)展與修改，以適配特定建模需求。
　　
　　加載自定義腳本文件，用戶可配置本地編輯器編輯腳本導(dǎo)入iMoB進(jìn)行訓(xùn)練。
　　
　　Nmos CV訓(xùn)練結(jié)果：
 
　　
　　Pmos CV訓(xùn)練結(jié)果：
　　
　　2 一鍵生成Verilog-A
　　
　　用戶導(dǎo)入測(cè)試數(shù)據(jù)，訓(xùn)練完成后，可一鍵生成Verilog-A文件，用于SPICE仿真。
　　
　　3 仿真網(wǎng)表
　　
　　1、提供默認(rèn)網(wǎng)表
　　
　　軟件內(nèi)置默認(rèn)的器件仿真網(wǎng)表、環(huán)形振蕩器仿真網(wǎng)表。
　　
　　2、支持新建網(wǎng)表
　　
　　新建網(wǎng)表時(shí)用戶可調(diào)控選項(xiàng)卡選擇模型文件、輸出文件，生成的網(wǎng)表模板將包含上述信息，無需用戶手動(dòng)添加。
　　
　　3、用戶自定義網(wǎng)表
　　
　　支持用戶配置編輯器進(jìn)行網(wǎng)表編輯，加載自定義網(wǎng)表。
　　
　　4 進(jìn)行SPICE仿真
　　
　　模型和網(wǎng)表完成后，可進(jìn)行一站式SPICE仿真，默認(rèn)采用ngspice,同樣支持用戶配置其他仿真器進(jìn)行仿真。
　　
　　使用訓(xùn)練生成的模型進(jìn)行C-V、反相器和環(huán)形振蕩器瞬態(tài)仿真。仿真結(jié)果采用開源工具gnuplot進(jìn)行畫圖，如下所示：
　　
　　電容特性：
　　
　　最后，歡迎您與我們聯(lián)系，進(jìn)一步了解或試用iMoB v3.0 Release 2025 Q2，如果您有器件模型開發(fā)的需求，歡迎聯(lián)系我們，我們會(huì)提供為您定制的器件模型開發(fā)及一站式器件參數(shù)提取服務(wù)。