基于法动EDA电磁大脑EMOptimizer®独创快速产生模拟/射频电路图及其优化结果

0 前言 

EMOptimizer基于法动EDA电磁大脑，独创快速产生模拟/射频电路图及其优化结果。EMOptimizer由中国射频EDA领军品牌法动EDA研发成功。

EMOptimizer是基于法动EDA一系列发明专利开发的，具有算法创新性、功能实战性、电路搭建高效性、仿真精度准确性、应用场景普遍性等优势。EMOptimizer是模拟/射频电路设计师的得力助手，让设计过程更快捷、更简便。

1 EMOptimizer创新能力        

 EMOptimizer是业界首款基于人工智能（AI）技术的模拟/射频电路快速设计优化软件。EMOptimizer基于自主开发的专利技术，基于参数化、可复用的模拟/射频IP技术，针对解决模拟/射频电路设计过程中电磁场仿真反复迭代导致的设计效率低下问题，将参数化AI单元库“FCell”用于电路设计，在保证高精度的同时，大大提升模拟/射频电路仿真与设计优化的速度。

图1- EMOptimizer功能逻辑图

2 EMOptimizer八大实战功能点    

1	支持版图编辑操作。
2	可复用、可扩展及客户端 IP 强大支持。
3	支持查看完整设计的3D显示，确认版图的连接。
4	创新的AI模型库，快速得到仿真结果。
5	支持参数扫描。用户设置几何参数的扫描范围后，快速得到所有仿真结果。
6	支持Optimization功能。可显示不同迭代次数下的优化结果与用户设置的目标参数值的误差，同时支持用户选取想要的优化结果进行实现。
7	支持S/Y/Z参数及自定义输出参数查看。
8	可直接输出工程文件到三维全波电磁仿真工具（UltraEM）进行电磁仿真验证。

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快速搭建射频电路能力        

通过法动EDA软件UltraEM进行AI训练得到FCell（电路模块单元库）；在使用这些FCell进行设计时，用户可以将它们作为预制的模块插入到电路中，而不需要从头开始设计每个组件；这样不仅可以加快设计过程，还可以确保电路的性能和可靠性，因为这些FCell已经被预先测试和验证过了。      

 以下是导入了基于IPD工艺训练得到的电感、电容和传输线共4个FCell库单元实例：

FCell库单元 （基于IPD工艺训练得到的电感、电容和传输线）
1	IpdKitC_V3 Cap
2	IpdKitC_V3 lnd
3	IpdKitC_V3 MTL
4	IpdKitC_V3 Path

4 FCell库单元及其应用案例

图2- 导入的FCell

 每个FCell都可在EMOptimizer中做参数化的设置，如下图（图 3-图 6）的FCell设置窗口所示：

图3- IpdKitC_V3 Cap

图4- IpdKitC_V3 lnd

图5- IpdKitC_V3 MTL

图6- IpdKitC_V3 Path       基于以上IPD工艺的几个FCell库单元，设计一个滤波器作为示例，其规格制定如下：

Description	Value
Pass Band	2.6GHz-3.2GHz
Insertion Loss	1.1dB
Return Loss	17dB
Attenuation	20dB@1.9GHz-2.3GHz 35dB@1.4GHz-1.8GHz 20dB@3.8GHz-4.2GHz 18dB@4.5GHz-6.5GHz

将所需的电阻、电感、电容以及传输线FCell放置在电路布局中并且连接布线，添加端口后得到带通滤波器的初步设计， 如下图7所示：

图7- EMOptimizer中的电路图

仿真初步设计结果如图8所示。通带为2.8-3.2GHz（小于 2.6-3.2GHz），插入损耗为1.8dB（大于1.1dB ），回波损耗为8.3dB（小于17dB）。初步设计未达到设计规格要求，我们继续用优化功能迭代设计。

图8- 快速综合结果

5 EMOptimizer快速优化功能         

用户可参考设计规格在EMOptimizer定义优化目标，并确定优化参数范围。定义完成后EMOptimizer会在该范围内快速优化，找到范围内最优的FCell参数值，优化设置如图9所示。

图9- 优化设置

优化完成后，EMOptimizer 会显示优化后的器件几何参数表，如图10所示。单击Apply，即可使用这些参数更新电路。

图10- 优化结果

通过此优化功能，EMOptimizer 可以帮助工程师快速迭代设计，如图11带通滤波器优化后的通带由2.8GHz-3.2GHz增加到2.6GHz-3.2GHz，插入损耗由1.8dB减小到1.1dB，回波损耗8.3dB增加到17.3dB，可见滤波器性能相比优化前有明显的提高。

图11- 优化前后结果对比

法动EDA电磁大脑赋能EMOptimizer，对快速搭建射频电路图和快速优化设计方案，还将发挥更加积极的作用。 




审核编辑：刘清