Coupled Multiscale Simulation and Optimization in Nanoelectronics

طراحی مدارهای مجتمع پیچیده به شدت متکی بر روش‌های ریاضی است و نیازمند ابزارهای شبیه‌سازی و بهینه‌سازی مناسب است. رویکرد طراحی فعلی شامل شبیه‌سازی و بهینه‌سازی در حوزه‌های فیزیکی مختلف (دستگاه، مدار، حرارتی، الکترومغناطیسی) و در طیف وسیعی از رشته‌های مهندسی برق (منطق، زمان‌بندی، توان، تداخل، یکپارچگی سیگنال، عملکرد سیستم) است. COMSON یک شبکه آموزشی تحقیقاتی ماری کوری بود که برای مقابله با این چالش‌های علمی و آموزشی جدید با (الف) توسعه مدل‌های توصیفی جدید که این وابستگی‌های متقابل را در نظر می‌گیرد، (ب) ترکیب این مدل‌ها با توضیحات مدارهای موجود در استراتژی‌های شبیه‌سازی جدید ایجاد شد و (ج) ) توسعه تکنیک‌های بهینه‌سازی جدید که طرح‌های جدید را در خود جای دهد.

این کتاب نتایج اصلی پروژه را در زمینه‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی PDAE، تکنیک‌های کاهش سفارش مدل و بهینه‌سازی، بر اساس ادغام دانش سه مورد ارائه می‌کند. شرکت های بزرگ نیمه هادی اروپایی با تخصص ترکیبی گروه های دانشگاهی متخصص در توسعه مدل های ریاضی مناسب، طرح های عددی و امکانات آموزش الکترونیکی. علاوه بر این، یک پلتفرم نمایشگر مشترک برای آزمایش روش‌ها و رویکردهای ریاضی ایجاد شد تا ارزیابی کند که آیا آنها قادر به رسیدگی به مشکلات صنعت هستند یا خیر، و برای آموزش محققان جوان با ارائه تجربه عملی با مسائل پیشرفته.

Designing complex integrated circuits relies heavily on mathematical methods and calls for suitable simulation and optimization tools. The current design approach involves simulations and optimizations in different physical domains (device, circuit, thermal, electromagnetic) and in a range of electrical engineering disciplines (logic, timing, power, crosstalk, signal integrity, system functionality). COMSON was a Marie Curie Research Training Network created to meet these new scientific and training challenges by (a) developing new descriptive models that take these mutual dependencies into account, (b) combining these models with existing circuit descriptions in new simulation strategies and (c) developing new optimization techniques that will accommodate new designs.

The book presents the main project results in the fields of PDAE modeling and simulation, model order reduction techniques and optimization, based on merging the know-how of three major European semiconductor companies with the combined expertise of university groups specialized in developing suitable mathematical models, numerical schemes and e-learning facilities. In addition, a common Demonstrator Platform for testing mathematical methods and approaches was created to assess whether they are capable of addressing the industry’s problems, and to educate young researchers by providing hands-on experience with state-of-the-art problems.