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TACS-RF:面向射频与毫米波模块的工具驱动智能体电路综合

文章摘要

TACS-RF 框架让 LLM 编程智能体(Claude Opus 4.8)直接调用 Cadence Virtuoso/Spectre、Calibre、Cadence EMX 与 Ansys HFSS 等工业 EDA 工具,半自主完成 90 nm SiGe BiCMOS 工艺下 240–251 GHz 太赫兹发射机各子模块的设计与验证,并在寄生提取与电磁仿真条件下取得 +5.1 至 +6.3 dBm 输出功率、361 mW 直流功耗等结果,展示了“文本到 ASIC”路径在射频/毫米波硬件上的可行性。

来源arXiv AI作者: Tristan Liang, Aravind Nagulu
TACS-RF:面向射频与毫米波模块的工具驱动智能体电路综合
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TACS-RF 是一个以工具调用为核心的智能体电路综合框架,目标是把大语言模型引入射频与毫米波模块的实际设计流程。与仅生成文本或网表片段的尝试不同,该框架让作为编程智能体的大语言模型直接操作业界常用的电子设计自动化工具,包括 Cadence Virtuoso/Spectre、Calibre、Cadence EMX 和 Ansys HFSS,从而覆盖从电路搭建、仿真验证到版图与电磁仿真的多个环节。论文作者为 Tristan Liang 与 Aravind Nagulu,工作已被 2027 年 IEEE Radio and Wireless Week 的 SiRF 分会接收。

为验证框架,研究团队选择了一个难度较高的目标:在 90 nm SiGe BiCMOS 工艺上设计工作于 240–251 GHz 的 sub-THz 发射机。智能体在半自主模式下完成了多个关键子模块,包括带二次谐波提取的 60 GHz 推推式 Colpitts 压控振荡器、多级差分共源共栅功率驱动级、推推式倍频器、差分蝴蝶结天线,以及各级之间的匹配网络。这些模块并非孤立生成,而是作为完整发射链路的一部分被逐级集成和验证。

设计结果在寄生提取后的器件模型和经过电磁验证的无源器件条件下给出:发射链路在仅依靠变容管调谐的 11 GHz 范围内实现 +5.1 至 +6.3 dBm 的输出功率,1 MHz 频偏处相位噪声为 -80 至 -88 dBc/Hz,直流功耗为 361 mW。这些指标说明智能体不仅能够调用工具完成流程性操作,还能在真实工艺约束和仿真反馈下收敛到可评估的电路方案。

论文进一步描述了智能体驱动的设计流程,以及人与智能体之间形成的分工:人类负责目标设定、约束权衡与结果审查,智能体承担大量工具操作、参数扫描与迭代优化。作者将这一探索视为迈向“text-to-ASIC”的一步,即用自然语言描述需求,由智能体驱动工具链完成专用集成电路设计。该方向若继续成熟,可能改变射频与毫米波硬件设计中人力密集的迭代方式,但论文也表明当前仍是半自主协作,而非完全无人设计。

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要点

  • LLM 编程智能体直接驱动 Virtuoso/Spectre、Calibre、EMX、HFSS 等工业 EDA 工具完成射频电路设计。
  • 在 90 nm SiGe BiCMOS 上设计 240–251 GHz 发射机,包含推推 Colpitts VCO、差分共源共栅驱动、倍频器、蝴蝶结天线与级间匹配网络。
  • 验证结果:11 GHz 调谐范围内输出 +5.1 至 +6.3 dBm,1 MHz 偏移相位噪声 -80 至 -88 dBc/Hz,直流功耗 361 mW。
  • 论文讨论人机分工与智能体设计流程,被视为通向“text-to-ASIC”的一步。

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。