Analog tasarım otomasyonunda etkin verim hesabı için nadir olay benzetim teknikleri

Gelişen fabrikasyon prosesleri ile birlikte elektronik devre tasarımcıları günümüzde milyarlarca transistör içeren karmaşık devreler tasarlayabilmektedir. Ancak devrelerin karmaşıklığının artmasıyla birlikte silikon karmaşıklığı da artmakta, dolayısıyla proses varyasyonlarının devre üzerindeki etkisi gittikçe artmaktadır. Özellikle mikron altı proseslerde, proses varyasyonlarının etkisi oldukça hissedilmektedir. Bu durum tasarlanan devrenin simülasyon performansı ile üretimden sonra ölçülen performansının farklı olmasına neden olmaktadır. Bu nedenle üretilen bazı devreler istenen spesifikasyon aralığının dışına çıkabilmekte, verim bu sebeple düşebilmektedir. Tasarımcılar genellikle istenen performans kriterleri için belli oranlarda pay bırakarak bu sorunlardan kaçınmaya çalışmaktadır. Ancak bu da aşırı tasarım ve de günümüzde artık çok değerli olan çip boyutunun artmasına neden olmaktadır. Dolayısıyla performanstan ödün vermeden tasarım sürecini kısaltacak tasarım otomasyon araçlarına büyük bir ihtiyaç vardır. Normalde, tasarıma dayalı verim hesaplaması için analiz yaparken klasik Monte Carlo yöntemi kullanılabilir. Ancak bu analiz, olasılık dağılım grafiğinin sadece gövde kısmı için gerçeğe yakın olacaktır, kuyruk kısmı varsa elde edilen sonuç gerçek değerden oldukça uzak olacaktır. Tasarım spesifikasyonlarının proses varyasyonlarına bağlı değişimi doğal olarak uzun bir kuyruğa sahip olduğundan simülasyon için klasik Monte Carlo yöntemini kullanmamız mümkün değildir. Bu durumda yapılacak olan grafiğin kuyruk kısmındaki nadir örneklerin sayısını arttırmaktır. Literatürde bu amaçla nadir benzetim teknikleri kullanılmaktadır. Tezin kapsamında çapraz entropiye dayalı önem örneklemesi etkinliğinden ötürü önerilmiştir. Bunun yanısıra hem nadir örnek eşiğini tespit edebilmek hem de önerdiğimiz algoritma ile kıyaslanması amacıyla hibrit QMC methodu da uygulanmıştır.