Desenvolvimento de técnicas e ferramentas para projeto de circuitos integrados visando confiabilidade e eficiência energética

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento da Arc Lib, uma ferramenta open-source para automatização de técnicas de caracterização elétrica de circuitos lógicos integrados, com foco em confiabilidade e eficiência energética. O projeto visa democratizar o acesso a recursos computacionais educacionais através de soluções gratuitas e colaborativas. A Arc Lib tem como principais objetivos automatizar a busca por arcos de possível atraso crítico em circuitos integrados e otimizar a simulação destes arcos em ferramentas de simulação elétrica. O sistema processa arquivos PLA com tabela verdade e gera arquivos .cir compatíveis com simuladores como NGSpice, incluindo declarações de caminhos de simulação e medições de atrasos LH (Low-to-High) e HL (High-to-Low). O desenvolvimento seguiu etapas estruturadas: implementação de leitura e processamento de arquivos de circuito, desenvolvimento de algoritmos para busca automatizada de arcos de atraso, análise comparativa dos algoritmos utilizando ferramentas open-source para benchmarking, e implementação de algoritmo baseado em busca em profundidade (DFS) adaptada com estratégias de priorização de caminhos. A análise comparativa demonstrou que a versão 2 do algoritmo de busca apresenta vantagem em todas as métricas observadas, sendo adotada como padrão. Utilizou-se uma variante do algoritmo de Hierholzer para encontrar caminhos de simulação eficientes. O trabalho foi apresentado em eventos relevantes da área, incluindo o 13th IEEE CASS Rio Grande do Sul Workshop, Student Forum do Chip on the Cliffs, demonstrando reconhecimento acadêmico. Os próximos passos incluem comparação de desempenho entre o algoritmo de busca de caminho desenvolvido versus algoritmos simples de testagem, e implementação de testes para assegurar a corretude do programa. A ferramenta representa uma contribuição significativa para a área de projeto de circuitos integrados, fornecendo recursos educacionais acessíveis e promovendo colaboração científica.