ОТЧЕТ о выполнении НИОКР по теме: «Разработка и тестирование прототипа интеллектуального программного обеспечения для синтеза СВЧ интегральных схем малошумящих усилителей.» (договор №138ГС2ИИС12-D7/21637 от 09.08.2022) (заключительный)

Отчет 167 с., 134 рис., 12 табл., 32 источника, 7 приложений. СВЧ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА, МАЛОШУМЯЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ, АВТОМАТИЗИ-РОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СИНТЕЗ СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ, САПР ЭЛЕКТРОН-НЫХ УСТРОЙСТВ. Объектом исследования является программа для автоматизированного синтеза СВЧ МШУ. Цель работы – разработать и протестировать прототип интеллектуального программного обеспечения для синтеза СВЧ интегральных схем малошумящих усилителей. Результаты работы: 1. Разработаны требования к интерфейсам функциональных модулей 2. Разработаны архитектура и макеты графического интерфейса модуля взаимодействия с САПР электронных устройств, разработка и тестирование программного модуля, проведение экспериментов по генерации дубликатов библиотек элементов на основе закрытых библиотек элементов отечественных и зарубежных фаундри-компаний. 3. Разработаны модуль быстродействующего моделирования характеристик и модуль синтеза схемных решений СВЧ ИС МШУ, проведено исследование разработанного модуля синтеза и анализ основных функциональных критериев. 4. Проведена интеграция разработанных программных модулей в составе интеллектуального программного обеспечения для синтеза СВЧ ИС МШУ, проведено тестирование прототипа. 5. Проведены эксперименты по синтезу схемных решений СВЧ ИС МШУ на основе отечественной и зарубежной технологии изготовления. 6. Разработано руководство пользователя. Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики разработанного на данном этапе ПО: • число каскадов СВЧ ИС МШУ: от 1 до 3; • количество целевых электрических характеристик для синтеза СВЧ ИС МШУ: не менее 4; • быстрое моделирования характеристик СВЧ ИС МШУ на основе дубликатов библиотек элементов время моделирования характеристик (одна схема из 10 элементов, 10 частотных точек): не более 0,5 секунды; • автоматический синтез (генерация) схемных решений СВЧ ИС МШУ по комплексу требований к электрическим характеристикам, задаваемых пользователем время одной итерации синтеза (размер популяции 100, схема из 10 элементов, 10 частотных точек): не более 1 секунды; • визуализация на прямоугольных графиках требований и электрических характеристик синтезируемого решения СВЧ ИС МШУ; • возможность выбора несколько вариантов схемных решений СВЧ ИС МШУ по завершению запуска программы синтеза. Степень внедрения: проведена апробация предложенного подхода синтеза СВЧ ИС МШУ, в настоящий момент проводятся мероприятия по знакомству представителей отрасли с результатами работы. К рекомендациям к внедрению можно отнести необходимость в освоении механизма задания И-ИЛИ деревьев для задания структурных ограничений синтеза, знакомство с руководством пользователя и выполнение тестовых задач. Областью применения могут быть предприятия и их подразделения, выполняющие проектирование СВЧ ИС. Экономическая эффективность или значимость работы: согласно экспертной оценке, применение на практике разработанного ПО позволит втрое уменьшить время, требуемое на проектирование СВЧ ИС МШУ, ускорить вывод разработанных устройств в эксплуатацию. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования: предложенные подходы и методики проектирования СВЧ ИС МШУ могут быть применены для синтеза иных типов устройств, например, переключательных (коммутаторов, ступенчатых аттенюаторов и фазовращателей). Объекты интеллектуальной собственности, полученные в результате выполнения работы: • Программа для создания дубликатов библиотек элементов СВЧ МИС PDK Bridge (версия 1). Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2022683252 от 02.12.2022. • Модуль быстрого моделирования четырёхполюсных цепей. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2023661098 от 29.05.2023. • 50ohm Tech LNA Designer – САПР СВЧ интегральных схем малошумящих усилителей. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2023680166 от 27.09.2023. • Модуль проведения численных экспериментов в САПР СВЧ интегральных схем малошумящих усилителей 50ohm Tech LNA Designer. Заявка на получение свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ от 09.01.2024. Задачи проекта выполнены успешно и в полном объёме, соответствующем Техническому заданию и Календарному плану.