TACS-RF: Tool-driven Agentic Circuit Synthesis of RF and mmWave Modules

📄 arXiv: 2610.31882v1 📥 PDF

作者: Tristan Liang, Aravind Nagulu

分类: cs.AI

发布日期: 2026-10-22

备注: Accepted for presentation at the 2027 IEEE Radio and Wireless Week (RWW), Silicon Monolithic Integrated Circuits in RF Systems (SiRF)

💡 一句话要点

提出TACS-RF框架以实现RF和毫米波模块的自动化设计

🎯 匹配领域: 支柱九：具身大模型 (Embodied Foundation Models)

关键词: RF模块设计 毫米波技术 电子设计自动化 大型语言模型 半自主设计 电路合成 SiGe BiCMOS 高频电子设备

📋 核心要点

  1. 现有的RF和毫米波模块设计方法依赖于人工设计，效率低且容易出错，难以满足快速发展的市场需求。
  2. TACS-RF框架通过结合大型语言模型和电子设计自动化工具，实现了RF和毫米波模块的半自主设计，提高了设计效率和准确性。
  3. 实验结果表明，所设计的发射器在多个性能指标上表现优异，尤其是在功率输出和相位噪声方面，展示了该方法的有效性。

📝 摘要（中文）

我们提出了TACS-RF框架——一种工具驱动的RF和毫米波模块电路合成方法。在该框架中，使用大型语言模型（LLM）编码代理（Claude Opus 4.8）直接驱动行业标准的电子设计自动化（EDA）工具，如Cadence Virtuoso/Spectre、Calibre、Cadence EMX和Ansys HFSS，进行RF和毫米波模块的设计。我们通过在90 nm SiGe BiCMOS工艺中设计240-251 GHz的亚THz发射器验证了该框架。该代理半自主地设计了多个子模块，包括60 GHz推推Colpitts VCO、多个级联差分功率驱动器、推推频率倍增器、差分弓形天线及所有的级间匹配网络。经过寄生提取和电磁验证的发射器链在11 GHz的可调范围内输出+5.1到+6.3 dBm的功率，1 MHz偏移时相位噪声为-80到-88 dBc/Hz，直流功耗为361 mW。我们描述了代理驱动的设计流程及人机之间的劳动分工，为RF/mmWave硬件的“文本到ASIC”未来迈出了重要一步。

🔬 方法详解

问题定义：本论文旨在解决RF和毫米波模块设计中的低效率和高错误率问题，现有方法多依赖人工设计，难以适应快速迭代的需求。

核心思路：提出TACS-RF框架，通过大型语言模型（LLM）驱动电子设计自动化（EDA）工具，实现电路设计的半自主化，提升设计效率和准确性。

技术框架：框架包括多个模块，首先由LLM生成设计代码，然后通过EDA工具进行电路仿真和验证，最后进行物理实现。主要阶段包括设计生成、仿真验证和物理实现。

关键创新：最重要的创新在于将LLM与传统EDA工具结合，形成了一个新的设计流程，显著提高了设计的自动化程度和效率。

关键设计：在设计过程中，采用了多种电路结构和参数设置，如60 GHz推推Colpitts VCO和多级差分功率驱动器，确保了设计的性能和稳定性。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

实验结果显示，设计的发射器在11 GHz的可调范围内输出功率为+5.1到+6.3 dBm，1 MHz偏移时相位噪声为-80到-88 dBc/Hz，功耗为361 mW。这些性能指标在现有技术中具有显著优势，验证了TACS-RF框架的有效性。

🎯 应用场景

该研究的潜在应用领域包括通信、雷达和传感器等高频电子设备的设计与制造。通过实现更高效的设计流程，TACS-RF框架能够加速新产品的开发，降低设计成本，推动相关技术的进步。

📄 摘要（原文）

We present the framework of TACS-RF - a Tool-driven Agentic Circuit Synthesis of RF and mmWave modules. In this framework, a large-language-model (LLM) coding agent (Claude Opus 4.8) directly drives industry-standard electronic-design-automation (EDA) tools such as Cadence Virtuoso/Spectre, Calibre, Cadence EMX, and Ansys HFSS to design RF and mmWave modules. We validate the framework through the agentic design of a 240-251 GHz sub-THz transmitter in a 90 nm SiGe BiCMOS process. The agent semi-autonomously designed the sub-blocks including a 60 GHz push-push Colpitts VCO with second-harmonic extraction, multistage differential cascode power drivers, a push-push frequency doubler, a differential bowtie antenna, and all the interstage matching networks. The transmitter chain with parasitic-extracted devices and EM-verified passives delivers +5.1 to +6.3 dBm across an 11 GHz varactor-only tuning range, phase noise of -80 to -88 dBc/Hz at 1 MHz offset while consuming a DC power of 361 mW. We describe the agent-driven design flow and the resulting division of labor between human and agent, taking a step toward a "text-to-ASIC" future for designing RF/mmWave hardware.