This work introduces a highly-scalable spectral graph densification framework (SGL) for learning resistor networks with linear measurements, such as node voltages and currents. We show that the proposed graph learning approach is equivalent to solving the classical graphical Lasso problems with Laplacian-like precision matrices. We prove that given $O(\log N)$ pairs of voltage and current measurements, it is possible to recover sparse $N$-node resistor networks that can well preserve the effective resistance distances on the original graph. In addition, the learned graphs also preserve the structural (spectral) properties of the original graph, which can potentially be leveraged in many circuit design and optimization tasks. To achieve more scalable performance, we also introduce a solver-free method (SF-SGL) that exploits multilevel spectral approximation of the graphs and allows for a scalable and flexible decomposition of the entire graph spectrum (to be learned) into multiple different eigenvalue clusters (frequency bands). Such a solver-free approach allows us to more efficiently identify the most spectrally-critical edges for reducing various ranges of spectral embedding distortions. Through extensive experiments for a variety of real-world test cases, we show that the proposed approach is highly scalable for learning sparse resistor networks without sacrificing solution quality. We also introduce a data-driven EDA algorithm for vectorless power/thermal integrity verifications to allow estimating worst-case voltage/temperature (gradient) distributions across the entire chip by leveraging a few voltage/temperature measurements.


翻译:这项工作引入了一个高度可缩放的光谱图密度框架(SGL),用于学习具有线性测量的抗蚀器网络,如节电压和流流。我们显示,拟议的图形学习方法相当于解决古典图形Lasso问题,使用类似Laplacian的精密矩阵。我们证明,如果给出了美元(log N)的电压和当前测量,那么就有可能将稀有的美元-点阻力网络恢复到原始图形上的有效抗力距离。此外,所学的图形还保留了原始图形的结构(光谱)特性,这些特性有可能在许多电路设计和优化任务中被利用。为了实现更可缩放的性性能,我们还采用了一种无溶解器方法(SF-SGL),该方法利用多层次的电光谱近近近,并允许将整个图形频谱(可以学习的)解析成多种最差值分类(频谱波带)。这种解式方法使我们能够更高效地识别最偏差的原图结构(光谱-直径)特性特性特性特性特性特性特性特性特性,可用于许多电路路路段的电路路变变变变变变变变变。我们用来学习各种的平的图像的轨变压数据,以显示各种测变压数据。

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