Optimierung analoger Schaltungsblöcke mittels Pareto-Wellenfront-Optimierung

Abstract:
Eine Hauptaufgabe des Entwurfs analoger Schaltungen besteht in der Erzeugung einer Struktur sowie einer Dimensionierung der Schaltungsparameter. Dabei muss ein optimaler Kompromiss (Trade-Off) zwischen den verschiedenen Eigenschaften der Schaltung gefunden werden, da meist eine Eigenschaft nur auf Kosten einer anderen verbessert werden kann. In dieser Arbeit wird eine neue effiziente Methode beschrieben, um gezielt den gesamten Trade-Off-Bereich konkurrierender Eigenschaften, die sog. Paretofront, einschließlich korrespondierender Dimensionierungen zu erzeugen. Die Methode basiert auf nichtlinearer Mehrzieloptimierung mittels einer Minmax- bzw. Goal-Attainment-Zielfunktion und auf einem effizienten Sequential-Quadratic-Programming-Algorithmus, der parallele Simulationen und eine globale Optimierung mittels Vergleich des Fortschritts der einzelnen Zielfunktionen umfasst. Die berechnete Paretofront kann zur Bewertung von Schaltungsstrukturen im Rahmen der Struktursynthese und zur hierarchischen Dimensionierung analoger Schaltungen verwendet werden.