A flexible language model-assisted electronic design automation framework

📄 arXiv: 2601.14098v1 📥 PDF

作者: Cristian Sestito, Panagiota Kontou, Pratibha Verma, Atish Dixit, Alexandros D. Keros, Michael O'Boyle, Christos-Savvas Bouganis, Themis Prodromakis

分类: eess.SY

发布日期: 2026-01-20

备注: 17 pages, 5 figures, 1 Supplementary (12 pages, 13 figures, 1 table)

💡 一句话要点

提出一种灵活的语言模型辅助EDA框架，支持商业工具和多领域设计优化。

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

关键词: 电子设计自动化 大型语言模型 EDA框架 设计优化 商业EDA工具

📋 核心要点

  1. 现有EDA方法难以兼顾开源与商业工具，且缺乏对模拟、数字、射频等多领域设计的通用性支持。
  2. 该论文提出一种灵活的框架，利用LLM生成兼容商业EDA工具的文件，并根据设计反馈进行优化。
  3. 案例研究表明，该框架在运算跨导放大器、微带贴片天线和FPGA电路设计中表现出良好的效果。

📝 摘要（中文）

大型语言模型（LLM）正在通过增强原理图设计、仿真、网表综合和布局布线等设计阶段来改变电子设计自动化（EDA）。现有方法主要集中在孤立的开源EDA工具中的优化，并且通常缺乏处理模拟、数字和射频设计等多个领域的能力。相比之下，现代系统需要与商业EDA环境交互，遵守工具特定的操作规则，并结合设计结果的反馈，同时支持不同的设计流程。我们提出了一种通用的框架，该框架使用LLM生成与商业EDA工具兼容的文件，并使用功耗-性能-面积报告来优化设计。这是通过使用工具约束和设计输出的反馈来指导LLM，以满足工具要求和用户规范来实现的。在运算跨导放大器、微带贴片天线和FPGA电路上的案例研究表明，该框架作为EDA感知助手是有效的，能够可靠地处理各种设计挑战。

🔬 方法详解

问题定义：现有电子设计自动化（EDA）方法主要集中在开源工具，缺乏对商业EDA工具的兼容性，难以满足现代系统设计需求。此外，现有方法通常针对特定领域（如模拟或数字电路），缺乏对多领域（如模拟、数字和射频）设计的通用性支持。这些局限性阻碍了LLM在EDA领域的更广泛应用。

核心思路：该论文的核心思路是构建一个灵活的框架，利用LLM生成与商业EDA工具兼容的设计文件，并结合设计结果的反馈（如功耗、性能、面积报告）来指导LLM进行优化。通过工具约束和设计输出反馈，使LLM能够满足工具要求和用户规范，从而实现更高效、更可靠的设计。

技术框架：该框架包含以下主要模块：1) LLM：负责生成设计文件，如原理图、网表等。2) EDA工具接口：负责将LLM生成的设计文件导入到商业EDA工具中进行仿真和分析。3) 反馈机制：负责从EDA工具中提取设计结果（如功耗、性能、面积报告），并将其反馈给LLM。4) 优化算法：负责根据反馈信息调整LLM的生成策略，以优化设计。整体流程是：用户输入设计需求，LLM生成初始设计，EDA工具进行仿真分析，反馈机制提取结果，优化算法调整LLM，重复迭代直至满足设计要求。

关键创新：该论文的关键创新在于：1) 提出了一种通用的LLM辅助EDA框架，可以与商业EDA工具无缝集成。2) 利用设计结果的反馈来指导LLM进行优化，从而提高了设计的质量和效率。3) 该框架支持多领域设计，可以处理模拟、数字和射频电路等不同类型的设计问题。

关键设计：论文中未明确给出关键参数设置、损失函数、网络结构等技术细节。LLM的具体选择和训练方法、EDA工具接口的实现方式、反馈信息的提取和处理方法、以及优化算法的具体实现，都属于关键设计细节，但文中没有详细描述。这些细节可能需要根据具体的应用场景和EDA工具进行调整。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

论文通过在运算跨导放大器、微带贴片天线和FPGA电路上的案例研究，验证了该框架的有效性。虽然论文中没有给出具体的性能数据和提升幅度，但实验结果表明，该框架能够可靠地处理各种设计挑战，作为EDA感知助手是有效的。

🎯 应用场景

该研究成果可应用于各种电子系统的设计，包括集成电路、射频电路、微波器件和FPGA等。该框架能够提高设计效率、降低设计成本，并优化设计性能。未来，该框架有望成为EDA领域的重要工具，推动电子设计自动化向智能化、自动化方向发展。

📄 摘要（原文）

Large language models (LLMs) are transforming electronic design automation (EDA) by enhancing design stages such as schematic design, simulation, netlist synthesis, and place-and-route. Existing methods primarily focus these optimisations within isolated open-source EDA tools and often lack the flexibility to handle multiple domains, such as analogue, digital, and radio-frequency design. In contrast, modern systems require to interface with commercial EDA environments, adhere to tool-specific operation rules, and incorporate feedback from design outcomes while supporting diverse design flows. We propose a versatile framework that uses LLMs to generate files compatible with commercial EDA tools and optimise designs using power-performance-area reports. This is accomplished by guiding the LLMs with tool constraints and feedback from design outputs to meet tool requirements and user specifications. Case studies on operational transconductance amplifiers, microstrip patch antennas, and FPGA circuits show that the framework is effective as an EDA-aware assistant, handling diverse design challenges reliably.