《电子技术应用》
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基于Virtuoso的模拟电路版图智能体技术研究
电子技术应用
雷源1,王一博2
1.香港应用科技研究院;2.香港理工大学
摘要: 针对模拟集成电路版图设计耗时长、学习门槛高,以及传统自动化工具易用性差等瓶颈,提出一种基于Cadence Virtuoso平台、依托智能体技术的模拟电路版图生成与交互式优化框架。该框架融合大语言模型驾驭工程技术,可将自然语言指令精准转换为版图设计约束,并搭建约束驱动的自动布局布线工具链,实现从设计意图到版图输出的端到端自动化转换。针对四类典型电路的实验结果表明,自动生成版图的面积平均可节省12.11%,设计效率最高提升48倍。该方法在保障版图质量的同时,显著提升设计效率与工具易用性,为模拟电路版图的自动化设计提供了可行技术路径。
中图分类号:TN402 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.260803
中文引用格式: 雷源,王一博. 基于Virtuoso的模拟电路版图智能体技术研究[J]. 电子技术应用,2026,52(8):47-51.
英文引用格式: Lei Yuan,Wang Yibo. Research on agent technology for analog layout based on Virtuoso[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(8):47-51.
Research on agent technology for analog layout based on Virtuoso
Lei Yuan1,Wang Yibo2
1.Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute;2.Hong Kong Polytechnic University
Abstract: To address the bottlenecks of long design cycle, high learning barrier and poor usability of traditional automated tools in analog integrated circuit layout design, this paper proposes an analog circuit layout generation and interactive optimization framework based on the Cadence Virtuoso platform and agent technology. Integrating large language model harness engineering, the framework can accurately convert natural language instructions into layout design constraints and build a constraint-driven automatic placement and routing toolchain to realize end-to-end automated transformation from design intent to layout output. Experimental results on four typical circuits show that the automatically generated layouts achieve an average area saving of 12.11% and a maximum design efficiency improvement of 48 times. The proposed method significantly enhances design efficiency and tool usability while guaranteeing layout quality, providing a feasible technical path for the automated design of analog circuit layouts.
Key words : analog circuit layout design;agent;large language model;harness engineering

引言

长期以来,模拟集成电路设计自动化始终是电子设计自动化(Electronic Design Automation, EDA)领域的核心攻关难题。与布局布线高度结构化、基本实现全自动化的数字电路不同,模拟版图设计高度依赖专家经验,设计过程需同步兼顾器件匹配性、寄生效应、电路对称性、热分布特性以及各类复杂的工艺相关约束。随着工艺技术迈入纳米时代,各类物理效应的影响愈发显著,使得模拟版图全自动化生成的难度大幅提升。

近年来,基于大语言模型(Large Language Model, LLM)的智能体技术已在多个EDA环节展现出应用潜力,例如辅助代码生成、错误分析及脚本编写等。然而,在模拟集成电路版图这一高度专业化的领域,智能体技术的落地仍然面临严峻挑战。首先,模拟集成电路版图领域的知识具有高度封闭性,优秀的版图设计成果几乎全部作为企业核心机密而未被共享,公开可获取的高质量训练数据极为匮乏。其次,模拟版图并非单一目标的优化问题,而是需要同时考虑匹配、对称、寄生、噪声耦合、热效应等多维度约束,这些约束相互耦合,难以形式化为简单的规则或损失函数。第三,LLM本质上是语言模型,擅长序列化推理,而版图属于几何空间问题,将几何特征转化为文本描述会丢失大量空间信息,导致LLM在空间几何推理能力方面存在天然不足。第四,一个中等规模的模拟版图可能包含数十万乃至上百万个多边形,远超当前LLM的上下文窗口限制,导致智能体无法感知版图全貌,因而难以开展全局优化。第五,数字设计中代码编写错误通常可通过编译器报错快速定位,而模拟版图中任何一处失误均可能导致整个芯片无法工作,流片成本动辄高达数百万美元。LLM固有的幻觉问题在此类场景中代价极高,凸显了模拟版图自动化对容错率的严苛要求。

针对上述挑战,本文提出一种基于Cadence Virtuoso平台、依托智能体技术的模拟电路版图生成与交互式优化框架。该框架融合大语言模型驾驭工程技术,可将自然语言指令精准转换为版图设计约束,并搭建约束驱动的自动布局布线工具链,力求在保障版图质量的同时显著提升设计效率与工具易用性,为模拟电路版图的自动化设计提供可行技术路径。


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作者信息:

雷源1,王一博2

(1.香港应用科技研究院,香港 999077;

2.香港理工大学,香港 999077)

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