JP2009199338A - Design support device and method for power supply circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the design support device of a power supply circuit for automatically designing a power supply circuit on a printed circuit board in order to make it stable against a noise. <P>SOLUTION: The information of a printed circuit board is input, and the power supply noise characteristics of a power supply circuit are derived, and whether or not a predetermined criterion is satisfied by the power source noise characteristics is decided, and when the criterion is not satisfied, a capacity is added to the inside of a semiconductor integrated circuit so that it is possible to determine whether or not the power supply circuit of the printed circuit board is stably designed against a noise. In searching power source noise characteristics, a method to perform circuit analysis is selected by using an equivalent circuit model so that it is possible to precisely and quantitatively derive the power source noise characteristics. Also, as for the capacity to be added, it is possible to easily create the equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit to the inside of which the capacity is added by using the equivalent circuit model of the capacity cell to be actually added. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、CADシステムに関し、特に、プリント配線基板(以下、「PCB」とも記述する)に実装される半導体集積回路(以下、「LSI」とも記述する)及びコンデンサ等の受動部品において、PCBの電源回路における電圧降下などのノイズ特性を考慮し、LSIが搭載されたPCBの電源回路がノイズに対し不安定であるかどうかを判定する装置、及び最適な値の内部容量が追加されたLSIとそれが実装されたPCBを短時間で設計することを可能にした電源回路の設計支援装置と設計支援方法に関する。   The present invention relates to a CAD system, and in particular, in a passive component such as a semiconductor integrated circuit (hereinafter also referred to as “LSI”) and a capacitor mounted on a printed wiring board (hereinafter also referred to as “PCB”). In consideration of noise characteristics such as voltage drop in the power supply circuit, a device for determining whether the power supply circuit of the PCB on which the LSI is mounted is unstable with respect to noise, and an LSI to which an optimal internal capacitance is added The present invention relates to a power supply circuit design support apparatus and a design support method that make it possible to design a PCB on which it is mounted in a short time.

従来、ボード上に搭載されたLSIを正常動作させる為に、LSI内部の電源−GND間にオンチップキャパシタを搭載し、電源−GND間に生じる電源ノイズを減じるような試みが行われている。   Conventionally, in order to normally operate an LSI mounted on a board, an attempt has been made to reduce the power noise generated between the power source and the GND by mounting an on-chip capacitor between the power source and the GND in the LSI.

例えば、従来のシステムとして、特許文献1のようなオンチップキャパシタの搭載手法を有する半導体集積回路の設計システムが提案されている。この文献によると、必要な容量のバイパスコンデンサを、より効果的な回路ブロック内部のノイズ源近くに追加することにより、ノイズ発生量を所定の範囲内に抑えることができる半導体集積回路設計装置、それを用いた半導体集積回路設計方法、この方法手順を回路設計に用いた半導体集積回路の製造システムを提供出来る、と記載されている。   For example, as a conventional system, a semiconductor integrated circuit design system having an on-chip capacitor mounting method as disclosed in Patent Document 1 has been proposed. According to this document, a semiconductor integrated circuit design apparatus that can suppress the amount of noise generation within a predetermined range by adding a bypass capacitor having a necessary capacity near a noise source inside a more effective circuit block, and And a semiconductor integrated circuit manufacturing system using this method procedure for circuit design.

この半導体集積回路のパターンを自動生成する半導体集積回路設計装置は、半導体集積回路を構成する回路ブロックのゲートレベル論理回路情報、スタンダードセルライブラリ情報、及びパッケージ情報を入力処理する入力手段と、前記入力手段により入力された情報を用いて、前記回路ブロックに発生するノイズ発生量を見積もるノイズ見積手段と、前記ノイズ見積手段による見積結果に基づいて、前記ノイズ発生量を所定の範囲内に抑えるために前記回路ブロックに搭載することが必要な、電源ノイズ及び基板ノイズ低減用のバイパスコンデンサの容量である容量制約を指定する容量制約指定手段と、前記回路ブロックに搭載されているバイパスコンデンサの容量である搭載容量と、前記容量制約とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較において、前記搭載容量が前記容量制約より大きい場合に、当該半導体集積回路のパターンを自動生成する処理を終了する処理終了手段と、前記比較手段による比較において、前記搭載容量が前記容量制約以下の場合に、前記回路ブロック中の所定ノイズ発生量以上の論理ゲートを選択する論理ゲート選択手段と、前記論理ゲート選択手段により選択された論理ゲートにバイパスコンデンサを追加するバイパスコンデンサ追加手段とを有する。   A semiconductor integrated circuit design apparatus for automatically generating a pattern of a semiconductor integrated circuit includes input means for performing input processing of gate level logic circuit information, standard cell library information, and package information of a circuit block constituting the semiconductor integrated circuit, and the input In order to suppress the noise generation amount within a predetermined range based on the estimation result by the noise estimation unit and the noise estimation unit that estimates the noise generation amount generated in the circuit block using the information input by the unit Capacitance constraint designating means for designating capacity constraints, which are capacities of bypass capacitors for reducing power supply noise and substrate noise, which are required to be mounted on the circuit block, and a capacity of the bypass capacitor mounted on the circuit block. Comparison means for comparing the mounted capacity with the capacity constraint, and the comparison means In the comparison, when the mounting capacity is larger than the capacity constraint, the processing end means for terminating the process of automatically generating the pattern of the semiconductor integrated circuit and the mounting capacity is equal to or less than the capacity constraint in the comparison by the comparison means. In this case, a logic gate selection unit that selects a logic gate having a predetermined noise generation amount or more in the circuit block, and a bypass capacitor addition unit that adds a bypass capacitor to the logic gate selected by the logic gate selection unit. .

この半導体集積回路設計装置によれば、予めノイズを見積もることで、追加するバイパスコンデンサの容量に制約を与えるので、ノイズ解析処理を繰り返し行う必要が無くなり、短い時間で前記バイパスコンデンサを前記回路ブロック内に追加することができ、この結果、半導体集積回路のノイズ発生量を、短い時間で所定の範囲内に確実に抑えることができる。   According to this semiconductor integrated circuit design device, since the noise is estimated in advance to limit the capacity of the added bypass capacitor, it is not necessary to repeat the noise analysis process, and the bypass capacitor is placed in the circuit block in a short time. As a result, the amount of noise generated in the semiconductor integrated circuit can be reliably suppressed within a predetermined range in a short time.

さらに、上記した半導体集積回路設計装置の論理ゲート選択手段は、前記入力された情報と、前記半導体集積回路のフロアプランの情報とを用いて、前記回路ブロック中の各論理ゲートのノイズ発生によって影響される度合いであるノイズ影響度を計算し、該ノイズ影響度が最大である論理ゲートを選択し、前記回路ブロック中の大きなノイズを生じているノイズ源の近くに、前記バイパスコンデンサを追加することができ、これにより、より効率的にノイズを低減することができる、と記載されている。   Further, the logic gate selection means of the semiconductor integrated circuit design apparatus described above is influenced by noise generation of each logic gate in the circuit block using the input information and the floor plan information of the semiconductor integrated circuit. Calculating a noise influence degree that is a degree to which the noise influence is generated, selecting a logic gate having the maximum noise influence degree, and adding the bypass capacitor near a noise source that causes a large noise in the circuit block. It is described that noise can be reduced more efficiently.

図30は、特許文献1に示されている低ノイズ設計方法の処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 30 is a flowchart showing the processing procedure of the low noise design method disclosed in Patent Document 1.

なお、特許文献2には、半導体装置の電源ノイズの振る舞いを解析する場合に用いる半導体装置モデルの作成方法を開示し、図31は、半導体装置モデルの作成装置の構成図である。   Patent Document 2 discloses a semiconductor device model creation method used when analyzing the behavior of power supply noise of a semiconductor device, and FIG. 31 is a configuration diagram of the semiconductor device model creation device.

又、特許文献3には、半導体集積回路の電源モデルとその設計方法が記載され、図32は、特許文献3に記載された電源モデルの回路図である。
特開2006−228252号公報(請求項1、2、段落0024、00255) 特開2004−234618号公報 特開2001−222573号公報
Patent Document 3 describes a power supply model of a semiconductor integrated circuit and a design method thereof, and FIG. 32 is a circuit diagram of the power supply model described in Patent Document 3.
JP 2006-228252 A (Claims 1, 2, paragraphs 0024, 00255) JP 2004-234618 A JP 2001-222573 A

しかしながら、特許文献1の技術においては、容量の制約を満たさなかった場合、回路ブロックを変更するという手法を用いている。回路ブロックの変更を伴う場合、他の条件によりLSIが正常動作をしない可能性もある。また、LSIの設計ルールにより使用される回路ブロックはある程度決定している為、ライブラリの変更を行なわなくてはならない。さらに、そうした手法を用いても、フロアプラン上、追加出来る容量の絶対量は決まっている為、ノイズの大きさによっては、この手法では対応が困難になる場合が生じる。   However, the technique of Patent Document 1 uses a method of changing a circuit block when the capacity constraint is not satisfied. When the circuit block is changed, the LSI may not operate normally due to other conditions. In addition, since the circuit blocks to be used are determined to some extent according to the LSI design rules, the library must be changed. Furthermore, even if such a method is used, the absolute amount of capacity that can be added is determined on the floor plan, and depending on the magnitude of noise, this method may be difficult to handle.

また、ノイズ発生量を見積もるノイズ見積手段として、入力したデータより、LSIの等価回路モデルを作成し、そのモデルを解析することによってノイズ発生量を求めているが、モデルの構成はLSIのパッケージまでであり、LSIが搭載されるPCBに関するモデルは含まれていない。LSI内部に生じるノイズには、PCBの基板共振などの影響で大きく変動することがあり、PCBの影響が無い場合にはノイズ発生量を正しく見積もれないことになる。LSIは、実際にはどのようなPCBに搭載されるか限定されているわけではないが、一般的にPCBの影響があることを想定し、その影響を加味した上でノイズ対策が行われたLSIを初期段階から提供することが、LSIベンダーとしては必要である。   In addition, as a noise estimation means for estimating the noise generation amount, an LSI equivalent circuit model is created from the input data, and the noise generation amount is obtained by analyzing the model. The model configuration is up to the LSI package. Therefore, a model related to the PCB on which the LSI is mounted is not included. Noise generated inside the LSI may fluctuate greatly due to the effects of PCB substrate resonance and the like, and if there is no PCB influence, the amount of noise generation cannot be estimated correctly. LSIs are not limited to what type of PCB they are actually mounted on, but in general, it is assumed that PCBs have an effect, and noise countermeasures have been taken into account that effect. It is necessary for LSI vendors to provide LSIs from the initial stage.

本発明は、上記の課題を解決する為になされたものであり、その目的とするところは、PCBの設計段階において、PCB上に実装されるLSI及びそのPCBの電源回路において、PCBの電源ノイズを定量的に評価し、LSIが搭載されるPCBの電源回路がノイズに対し安定かどうかを判定すると共に、判定結果に基づいて、容量が追加されたLSIの構造及びLSIが実装されるPCBの電源回路を短時間でかつ精度良く求める電源回路の設計支援装置と設計支援方法を提供する。   The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to provide power supply noise of the PCB in the LSI mounted on the PCB and the power supply circuit of the PCB in the PCB design stage. Is quantitatively evaluated to determine whether the power supply circuit of the PCB on which the LSI is mounted is stable against noise, and based on the determination result, the structure of the LSI to which the capacitance is added and the PCB on which the LSI is mounted Provided are a power supply circuit design support apparatus and a design support method for obtaining a power supply circuit in a short time and with high accuracy.

本発明は、上記した目的を達成するために、基本的には、以下に記載されたような技術構成を採用するものである。   In order to achieve the above-described object, the present invention basically employs a technical configuration as described below.

即ち、本発明に係わる電源回路の設計支援装置の第1の態様は、
少なくとも半導体集積回路及び受動部品を含むプリント配線基板上の電源回路をノイズに対し安定に動作するように、該電源回路の設計を支援する電源回路の設計支援装置であって、
該電源回路を構成するプリント配線基板、半導体集積回路及び受動部品の所定の入力情報を入力する入力手段と、
該入力手段より入力される該入力情報に基づき、該電源回路のノイズの特性である電源ノイズ特性を導出する電源ノイズ特性導出手段と、
該電源回路における電源ノイズ特性の許容される条件を格納すると共に、該半導体集積回路に追加出来る内部容量値の許容される条件を格納する判定基準データベースと、
該電源ノイズ特性導出手段により導出された電源ノイズ特性と該判定基準データベースから得られた電源ノイズ特性の許容される条件とを比較し、該電源回路の電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定する電源ノイズ判定手段と、
該電源ノイズ判定手段において、該条件を満たさない場合、該半導体集積回路内部に容量を追加する変更を行い、変更された情報を該電源ノイズ特性導出手段へ入力する内部容量追加手段と、
該内部容量追加手段により追加された内部容量の値と該判定基準データベースより得られた該半導体集積回路に追加出来る内部容量値の許容される条件とを比較し、該半導体集積回路に必要な該内部容量値を追加出来るかどうかを判定する搭載容量条件判定手段と、
で構成したことを特徴とするものであり、
又、第2の態様は、
該電源ノイズ特性導出手段は、
該入力情報から該電源回路の等価回路モデルを生成する等価回路モデル生成手段と、
該等価回路モデルを解析して、電源ノイズ特性を導出する演算手段とからなることを特徴とするものであり、
又、第3の態様は、
該等価回路モデル生成手段は、
少なくとも該プリント配線基板に関する所定の入力情報に基づき、該プリント配線基板に関する等価回路モデルを生成する基板等価回路モデル生成手段と、
該半導体集積回路に関する所定の入力情報に基づき、該半導体集積回路の等価回路モデルを生成するLSI等価回路モデル生成手段と、
からなることを特徴とするものであり、
又、第4の態様は、
該内部容量追加手段では、該半導体集積回路内部に実際に追加される容量セルの等価回路モデルを、該半導体集積回路の該等価回路モデルに追加するように構成したことを特徴とするものであり、
又、第5の態様は、
該基板等価回路モデル生成手段は、該プリント配線基板の等価回路モデルに該受動部品の等価回路モデルを結合するように構成されていることを特徴とするものであり、
又、第6の態様は、
該基板等価回路モデル生成手段は、電源配線の物理構造と電気的特性情報とに基づいて等価回路モデルを作成するフィールドソルバを具備することを特徴とするものであり、
又、第7の態様は、
該搭載容量条件判定手段において、条件が満たされないと判断された場合、該半導体集積回路のチップサイズの変更を行い、変更された情報を該電源ノイズ特性導出手段へ入力するチップサイズ変更手段を更に備えることを特徴とするものである。
That is, the first aspect of the power supply circuit design support apparatus according to the present invention is:
A power supply circuit design support apparatus for supporting the design of a power supply circuit so that the power supply circuit on a printed wiring board including at least a semiconductor integrated circuit and passive components operates stably against noise,
Input means for inputting predetermined input information of a printed wiring board, a semiconductor integrated circuit, and a passive component constituting the power supply circuit;
Power supply noise characteristic deriving means for deriving a power supply noise characteristic that is a noise characteristic of the power supply circuit based on the input information input from the input means;
A criterion database for storing acceptable conditions of power supply noise characteristics in the power supply circuit and storing acceptable conditions of internal capacitance values that can be added to the semiconductor integrated circuit;
The power supply noise characteristic derived by the power supply noise characteristic deriving means is compared with the permissible conditions of the power supply noise characteristic obtained from the determination reference database, and the power supply noise characteristic of the power supply circuit satisfies a predetermined condition Power noise judgment means for judging whether or not
In the power supply noise determination means, if the condition is not satisfied, a change is made to add a capacity inside the semiconductor integrated circuit, and an internal capacity addition means for inputting the changed information to the power supply noise characteristic deriving means;
The value of the internal capacitance added by the internal capacitance adding means is compared with the allowable condition of the internal capacitance value that can be added to the semiconductor integrated circuit obtained from the judgment reference database, and the necessary value for the semiconductor integrated circuit is compared. Mounting capacity condition judgment means for judging whether or not an internal capacity value can be added;
It is characterized by comprising
The second aspect is
The power supply noise characteristic deriving means includes:
Equivalent circuit model generation means for generating an equivalent circuit model of the power supply circuit from the input information;
Analyzing the equivalent circuit model and comprising a calculation means for deriving a power supply noise characteristic,
The third aspect is:
The equivalent circuit model generation means includes:
Board equivalent circuit model generation means for generating an equivalent circuit model related to the printed wiring board based on at least predetermined input information related to the printed wiring board;
LSI equivalent circuit model generation means for generating an equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit based on predetermined input information regarding the semiconductor integrated circuit;
It is characterized by consisting of,
The fourth aspect is
The internal capacitance adding means is configured to add an equivalent circuit model of a capacity cell actually added inside the semiconductor integrated circuit to the equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit. ,
The fifth aspect is:
The board equivalent circuit model generating means is configured to couple the equivalent circuit model of the passive component to the equivalent circuit model of the printed wiring board,
The sixth aspect is
The board equivalent circuit model generating means comprises a field solver that creates an equivalent circuit model based on the physical structure of the power supply wiring and the electrical characteristic information,
The seventh aspect is
A chip size changing unit for changing the chip size of the semiconductor integrated circuit and inputting the changed information to the power supply noise characteristic deriving unit when the mounting capacity condition determining unit determines that the condition is not satisfied; It is characterized by comprising.

本発明では、入力情報として、LSIに関してはLSIの全回路接続情報や内部レイアウト情報が含まれるLSIの設計情報、及び、LSIの正常動作が可能な電源ノイズ特性の許容値、チップサイズの情報、追加される容量セルのデータ等を含めたLSIデータベースを用意する。また、PCB及び実装される部品に関しては、レイアウト情報であるCADデータ及び部品の等価回路の情報である部品データベースを用意する。これらの入力情報から、LSIの電源系から生じるノイズの特性である電源ノイズ特性を導出する。   In the present invention, as input information regarding LSI, LSI design information including all circuit connection information and internal layout information of LSI, allowable value of power supply noise characteristic capable of normal operation of LSI, chip size information, An LSI database including data of added capacity cells is prepared. For the PCB and components to be mounted, CAD data that is layout information and a component database that is information of an equivalent circuit of components are prepared. From these input information, a power supply noise characteristic, which is a characteristic of noise generated from the power supply system of the LSI, is derived.

次に、データベースに含まれる、そのPCBにおける電源回路のLSIの電源ノイズの許容値の特性である電源ノイズ条件を読み出し、導出された電源ノイズ特性と電源ノイズ条件とを比較し、その電源回路が安定かどうかの判定を行う。この処理によって、LSIが実装されたPCBの電源回路が、ノイズに対し安定に設計されているかを自動的に判定することが出来る。   Next, the power supply noise condition that is a characteristic of the power supply noise tolerance of the LSI of the power supply circuit in the PCB included in the database is read, and the derived power supply noise characteristic and the power supply noise condition are compared. Judge whether it is stable. With this processing, it is possible to automatically determine whether the power supply circuit of the PCB on which the LSI is mounted is designed to be stable against noise.

また、定量的に電源の電源ノイズ特性を導出するには、LSIが実装されたPCBの電源系の特性を精度良く見積もった等価回路のモデルを解析するという手段を用いることで実現可能である。この場合、LSIの等価回路モデルの生成手法としては、LSIの電源端子に流れる電流を精度良く再現出来るモデルがLSIの設計情報から生成される手法を用いれば、LSIの設計情報から自動的にモデルが生成出来る。   Further, quantitatively deriving the power supply noise characteristic of the power supply can be realized by using a means of analyzing an equivalent circuit model that accurately estimates the characteristics of the power supply system of the PCB on which the LSI is mounted. In this case, as an LSI equivalent circuit model generation method, if a method in which a model capable of accurately reproducing the current flowing through the power supply terminal of the LSI is generated from the LSI design information is used, the model is automatically generated from the LSI design information. Can be generated.

また、PCBの電源回路がノイズに対し安定でないと判定された場合、ノイズに対し安定な構造になるようにLSIに内部容量を追加して、回路構造を変更するという方法を用いる。具体的には、LSI内部に用意されている容量セルのモデルを追加してLSIの構造を変更させる。追加する内部容量の値は、等価式によって決定することも出来るし、実際に容量セルを追加したLSIの等価回路モデルを作成し、そのモデルを使用したPCBの電源ノイズの解析を行って決定しても良い。容量セルを追加したことによるLSIの回路構造の処理は、LSIのレイアウトデータがあればそれほど複雑ではなく、変更された構造における回路モデルから再度電源ノイズ特性を導出し、電源ノイズ条件を満たすかどうかを判定することで、追加される内部容量の値が決定される。変更を行う指針についても、ライブラリの中に用意しておけば、自動的に容量値が必要な値になるまで容量セルが追加されるという変更を行うことが可能になる。電源ノイズ条件を満たす構造が作成されるまで、この操作を繰り返すことにより、自動的にノイズに対し安定であるLSI及びPCBの電源回路の構造を設計することが可能になる。   Further, when it is determined that the PCB power supply circuit is not stable against noise, a method is used in which the circuit structure is changed by adding an internal capacitance to the LSI so that the structure is stable against noise. Specifically, the model of the capacity cell prepared in the LSI is added to change the structure of the LSI. The value of the internal capacitance to be added can be determined by an equivalent equation, or an LSI equivalent circuit model to which a capacity cell is actually added is created, and the power supply noise of the PCB using that model is analyzed and determined. May be. The processing of the LSI circuit structure by adding capacity cells is not so complicated if there is LSI layout data. Whether the power supply noise characteristic is derived again from the circuit model in the changed structure and whether the power supply noise condition is satisfied Is determined, the value of the internal capacity to be added is determined. If the guideline for the change is also prepared in the library, it is possible to change the capacity cell automatically until the capacity value becomes a required value. By repeating this operation until a structure that satisfies the power supply noise condition is created, it is possible to automatically design power supply circuit structures for LSIs and PCBs that are stable against noise.

次に、データベースに含まれる、そのLSIのチップにおける追加出来る容量の限界値である搭載容量条件を読み出し、そのLSIチップが先述した手法で求められた追加する内部容量を搭載可能かどうかの判定作業を行う。この搭載容量条件は、LSIのチップによって異なり、チップ内の空きスペースと容量セルのサイズによって決まる値である。この処理によって、LSIの内部容量の追加により、PCBの電源回路が、ノイズに対し安定であるかどうかを自動的に判定することが出来る。   Next, the mounting capacity condition that is the limit value of the capacity that can be added in the LSI chip included in the database is read out, and it is determined whether or not the LSI chip can be mounted with the additional internal capacity obtained by the method described above. I do. This mounting capacity condition varies depending on the LSI chip, and is a value determined by the empty space in the chip and the size of the capacity cell. By this processing, it is possible to automatically determine whether the power supply circuit of the PCB is stable against noise by adding the internal capacitance of the LSI.

また、上記操作において、当該LSIのチップの搭載容量条件が満たされない場合には、LSIのチップサイズを変更し、搭載容量条件を変更することによって、PCBの電源回路がノイズに対し安定になるように設計するという方法も選択出来る。基本的には、LSIとして同じ機能を有しており、チップサイズが大きめのものを用意しておき、搭載容量条件を大きめになるように変更することにより、PCBの電源回路をノイズに対し安定に設計することが出来る。   In addition, if the mounting capacity condition of the LSI chip is not satisfied in the above operation, the power supply circuit of the PCB becomes stable against noise by changing the chip size of the LSI and changing the mounting capacity condition. You can also select the method of designing. Basically, it has the same function as an LSI, and a larger chip size is prepared. By changing the mounting capacity condition to be larger, the PCB power supply circuit is stable against noise. Can be designed.

これは、LSIデータベース内に、異なるチップサイズを複数用意しておき、最初に用意していたサイズでは搭載容量条件を満たさない場合、より大きめのサイズのものが選択され、最初に用意していたものと置き換えるといった処理の指針をライブラリの中に用意しておけば、自動的にPCB上で、ノイズに対し安定であるように容量セルが追加されたLSIが自動的に作成されることになる。   This is because a plurality of different chip sizes are prepared in the LSI database, and if the first prepared size does not satisfy the mounting capacity condition, a larger size is selected and prepared first. If a processing guideline such as replacement is prepared in the library, an LSI with added capacity cells is automatically created on the PCB so as to be stable against noise. .

さらに、上記手法を適用したプログラム及びシステムを実現することによって、入力情報及びデータベースから自動的に、PCBの電源回路が安定に設計されているかどうかの判定、及びPCB上で安定動作するように内部容量が追加されたLSIの構造を作成することが出来る。また、基板レイアウトの入力情報としてCADデータを使用することにより、PCBの電源回路のデータとリンクさせて、容易にLSIの設計を行うことが出来る。   Furthermore, by realizing the program and system to which the above method is applied, it is automatically determined from the input information and the database, whether or not the power supply circuit of the PCB is designed stably, and is internally operated so as to stably operate on the PCB. An LSI structure with added capacitance can be created. Further, by using CAD data as input information of the board layout, it is possible to easily design an LSI by linking with data of a PCB power supply circuit.

本発明は、上記したように構成したので、以下のような効果を奏する。   Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

電源ノイズ条件、及び搭載容量条件を判定することにより、PCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかの判断、及びノイズに対し安定であるLSIが実装されたPCBの電源回路の設計が容易にできるようになる。   By determining the power supply noise condition and the mounting capacity condition, it is possible to determine whether the PCB power supply circuit is designed to be stable against noise, and to design the PCB power supply circuit on which an LSI that is stable against noise is mounted. It will be easy.

入力データにLSIの設計情報と動作状態、追加される容量セルのデータ、レイアウト、サイズ等を含むLSIデータベース、PCBの配線のレイアウト情報等の構造情報と部品の等価回路等を含む部品のデータベース、及び電源ノイズ条件と搭載容量条件を含む判定基準のデータベースを用意することにより、LSIやPCBの電源回路の設計に対して深い知識を有していない者でも、PCBの電源回路が安定であるかどうかの判定を行うことが可能になる。   LSI data including LSI design information and operating state, added capacity cell data, layout, size, etc., input data, component database including structural information such as PCB wiring layout information, equivalent circuit of components, etc. Whether the PCB power supply circuit is stable even for those who do not have deep knowledge of LSI and PCB power supply circuit design by preparing a database of criteria including power supply noise conditions and mounting capacity conditions It becomes possible to determine whether or not.

また、判定基準を満たさないPCBの電源回路が存在した場合、構造をどのように変更するかの変更指針を用意しておくことにより、判定基準を満たすように、LSIに内部容量を追加する操作を行い、自動的にノイズに対し安定であるように設計されたLSI及びPCBの電源回路の構造を得ることも可能になる。   Also, when there is a PCB power supply circuit that does not meet the criteria, an operation for adding internal capacitance to the LSI so as to satisfy the criteria is prepared by preparing a change guideline on how to change the structure. Thus, it becomes possible to obtain the structure of the power circuit of the LSI and the PCB designed to be stable against noise automatically.

さらに、LSI及びPCBの特性を再現した等価回路モデルを用いて解析を行うことにより、電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかを、現実的な時間で容易に判定することが可能となる。また、電源ノイズ特性を絶対値で導出することが可能であり、定量的な評価及び対策を行うことが可能になる。   Furthermore, by performing analysis using an equivalent circuit model that reproduces the characteristics of LSI and PCB, it is possible to easily determine in real time whether the power supply circuit is designed stably against noise. Become. In addition, the power supply noise characteristic can be derived as an absolute value, and quantitative evaluation and countermeasures can be performed.

また、LSIベンダーが、ノイズに対しより安定なLSIを提供するために、本発明のシステムを利用することも可能である。ベンダー側としては、ユーザーが使用すると考えられるようなPCB、もしくは標準的なPCBのデータを用いて、本発明のシステムにより、ノイズに対し安定に動作するような容量セルを追加したLSIを設計しておくことにより、ユーザーに対して安定した動作を行なうLSIを提供することが可能になる。   It is also possible for the LSI vendor to use the system of the present invention in order to provide a more stable LSI against noise. On the vendor side, using the PCB data that the user thinks to use or standard PCB data, the system of the present invention is used to design an LSI with additional capacity cells that operate stably against noise. This makes it possible to provide an LSI that performs stable operation for the user.

さらに、LSIベンダーとしては、提供するLSIを実装するPCBのデータを複数種類用意し、それぞれのPCBのデータにおいて、本発明のシステムにより、提供するLSIを実装するにふさわしいPCB構造を提案することも可能になる。   Furthermore, an LSI vendor may prepare a plurality of types of PCB data for mounting the provided LSI, and propose a PCB structure suitable for mounting the provided LSI by the system of the present invention for each PCB data. It becomes possible.

次に、本発明の実施の形態について説明する。
(第1の実施の形態)
はじめに、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、本発明の第1の実施の形態のシステム構成を示す。入力装置(1)からLSIを実装したPCBを構成する回路の設計情報とデータベースを備えた入力情報を電源ノイズ導出手段(2)に入力する。次に、電源ノイズ導出手段(2)において、PCB上の電源から生じるノイズの特性を導出する。次に、電源ノイズ条件判定手段(3)において、このLSIの実装されたPCBの電源回路が安定に設計されているかを自動的に判定する。具体的には、電源ノイズ特性導出手段(2)において導出された電源ノイズ特性と、本発明の特徴である判定基準データベース(4)に備えられている電源ノイズ条件とを比較し、電源ノイズ特性が電源ノイズ条件を満たしているかどうかを判定する。   FIG. 1 shows the system configuration of the first embodiment of the present invention. The design information of the circuit constituting the PCB on which the LSI is mounted and the input information including the database are input from the input device (1) to the power supply noise deriving means (2). Next, in the power supply noise deriving means (2), characteristics of noise generated from the power supply on the PCB are derived. Next, the power supply noise condition determination means (3) automatically determines whether or not the power supply circuit of the PCB on which the LSI is mounted is designed stably. Specifically, the power supply noise characteristic derived by the power supply noise characteristic deriving means (2) is compared with the power supply noise condition provided in the determination reference database (4), which is a feature of the present invention. Determines whether the power supply noise condition is satisfied.

電源ノイズ特性として挙げられるものは、電源−GND間の電圧変動、電源を流れる電流、電源から発生する電磁界放射等があり、電源ノイズ導出手段(2)ではそれらのうちどれか一つの特性を求めるだけで良い。また、判定基準データベース(4)に備えられている電源ノイズ条件とは、求められた特性における限界値を示すような条件であれば良い。   The power supply noise characteristics include voltage fluctuation between the power supply and GND, current flowing through the power supply, electromagnetic field emission generated from the power supply, etc., and the power supply noise deriving means (2) has one of these characteristics. Just ask. Further, the power supply noise condition provided in the determination criterion database (4) may be a condition indicating a limit value in the obtained characteristic.

あらかじめ複数の電源ノイズ条件の特性が判定基準データベース(4)に備えられていれば、電源ノイズ導出手段(2)で求めた特性と、ふさわしい電源ノイズ条件とを比較するようにしてもよい。ここで、電源ノイズ判定手段(3)にてこのPCBの電源回路が、電源ノイズ条件を満たさないと判定された場合、内部容量追加手段(5)において、電源ノイズ条件を満たす為に必要な内部容量がLSIに追加される。ここで追加される内部容量は、等価式等により電源ノイズ条件を満たす値をそのまま追加しても良いし、指針に従いある一定値が選択されて追加されるようにしておいても良い。そして、電源ノイズ導出手段(2)において、内部容量が追加されたLSIが実装されたPCBの電源回路において、電源ノイズ特性を導出する。そして再度、電源ノイズ条件判定手段(3)において、このLSIの実装されたPCBの電源回路が、安定に設計されているかを自動的に判定する、という操作を繰り返す。   If characteristics of a plurality of power supply noise conditions are provided in the determination criterion database (4) in advance, the characteristics obtained by the power supply noise deriving means (2) may be compared with appropriate power supply noise conditions. Here, when it is determined by the power supply noise determination means (3) that the power supply circuit of the PCB does not satisfy the power supply noise condition, the internal capacity addition means (5) requires the internal capacity required to satisfy the power supply noise condition. Capacitance is added to the LSI. As the internal capacitance added here, a value that satisfies the power supply noise condition may be added as it is by an equivalent equation or the like, or a certain constant value may be selected and added according to the guidelines. Then, in the power supply noise deriving means (2), the power supply noise characteristic is derived in the power supply circuit of the PCB on which the LSI with the added internal capacitance is mounted. The power supply noise condition determination means (3) again repeats the operation of automatically determining whether the power supply circuit of the PCB on which the LSI is mounted is stably designed.

そして、電源ノイズ判定手段(3)にてこのPCBの電源回路が、電源ノイズ条件を満たすと判定された場合、搭載容量条件判定手段(6)において、追加される内部容量が、実際にLSIに搭載可能かどうかを自動的に判定する。   When the power supply noise determination means (3) determines that the power supply circuit of the PCB satisfies the power supply noise condition, the added internal capacity is actually added to the LSI in the mounting capacity condition determination means (6). It is automatically determined whether it can be installed.

具体的には、電源ノイズ条件判定手段(3)において電源ノイズ条件を満たすと判定された場合の追加内部容量値と、本発明の特徴である判定基準データベース(4)に備えられているLSIチップ内に搭載出来る容量値の限界値である搭載容量条件とを比較し、追加内部容量値が搭載容量条件を満たしているかどうかを判定する。なお、最初に入力された条件において、電源ノイズ条件を満たした場合、追加内部容量値は0になる。次に、搭載容量条件判定手段(6)における結果が出力装置(7)に出力され、システムでの処理が完了する。   Specifically, the additional internal capacitance value when the power supply noise condition determination means (3) determines that the power supply noise condition is satisfied, and the LSI chip provided in the determination reference database (4) that is a feature of the present invention. It compares with the mounting capacity condition which is the limit value of the capacity value that can be mounted within, and determines whether or not the additional internal capacity value satisfies the mounting capacity condition. Note that when the power supply noise condition is satisfied under the first input condition, the additional internal capacitance value becomes zero. Next, the result in the mounted capacity condition determining means (6) is output to the output device (7), and the processing in the system is completed.

図6は本発明の第1の実施の形態の処理を示したフローチャートである。この処理は、回路設計情報の入力処理(S1)から始まる。ここで入力される情報は、図18に示されるようなLSI及びその他の部品が実装されて電源回路を構成しているPCBを例に取ると、そのレイアウトや実装されるLSIその他の部品の情報等、電源回路における電圧変動特性を導出するのに必要な情報である。これらの情報は、図1の入力装置(1)より入力される。次に、入力された回路設計情報から、電源ノイズ特性導出処理(S2)が行われる。この処理は、図1の電源ノイズ特性導出手段(2)において行われる。この処理により、このPCBにおける電源ノイズ特性が導出される。   FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the first embodiment of the present invention. This process starts from the circuit design information input process (S1). The information input here is, for example, a PCB on which an LSI and other components as shown in FIG. 18 are mounted to form a power supply circuit, and the layout and information of the mounted LSI and other components are taken as an example. This is information necessary for deriving the voltage fluctuation characteristics in the power supply circuit. These pieces of information are input from the input device (1) in FIG. Next, a power supply noise characteristic deriving process (S2) is performed from the inputted circuit design information. This process is performed in the power supply noise characteristic deriving means (2) in FIG. By this processing, the power supply noise characteristic in this PCB is derived.

次に、導出された電源ノイズ特性と判定基準との比較処理である電源ノイズ特性判定処理(S3)及び判定処理(S4)が行われる。この処理は、図1の電源ノイズ条件判定手段(3)において行われる。ここで、判定基準データベース(4)内に備えられた電源ノイズ条件と求められた電源ノイズ特性との比較処理が行われ、PCBの電源回路が安定に設計されているかどうかが判定される。判定基準を満たすかどうかの判定処理(S4)の結果、判定基準を満たさないと判定された場合、内部容量追加処理(S5)が行われる。この処理は、図1の内部容量追加手段(5)において行われる。   Next, a power noise characteristic determination process (S3) and a determination process (S4), which are comparison processes between the derived power noise characteristic and the determination criterion, are performed. This process is performed in the power supply noise condition determination means (3) in FIG. Here, a comparison process between the power supply noise condition provided in the determination reference database (4) and the obtained power supply noise characteristic is performed, and it is determined whether or not the power supply circuit of the PCB is designed stably. When it is determined that the determination criterion is not satisfied as a result of the determination processing whether or not the determination criterion is satisfied (S4), the internal capacity addition processing (S5) is performed. This process is performed in the internal capacity adding means (5) in FIG.

この処理により、LSIに内部容量が追加される。この内部容量追加処理(S5)において、内部容量が追加されたLSIのデータは、自動的に入力され、電源ノイズ特性導出処理(S2)において、再度内部容量が追加されたLSIの情報を用い、改めて電源ノイズ特性を導出するという操作を繰り返す。一方、判定基準を満たすかどうかの判定処理(S4)の結果、判定基準を満たすと判定された場合、追加内部容量と判定基準との比較の処理である搭載容量比較処理(S6)が行われる。この処理は、図1の搭載容量条件判定手段(6)において行われる。ここで、判定基準データベース(4)内に備えられた搭載容量条件と、求められた追加内部容量値との比較処理が行われ、実際に追加内部容量値をLSIチップ内に搭載可能かどうかが判定される。   By this processing, an internal capacity is added to the LSI. In this internal capacity addition process (S5), the LSI data to which the internal capacity has been added is automatically input, and in the power supply noise characteristic derivation process (S2), the LSI information to which the internal capacity has been added is used again. The operation of deriving the power supply noise characteristic is repeated. On the other hand, when it is determined that the determination criterion is satisfied as a result of the determination processing whether or not the determination criterion is satisfied (S4), the mounted capacity comparison processing (S6), which is a process for comparing the additional internal capacity with the determination criterion, is performed. . This process is performed in the mounted capacity condition determining means (6) of FIG. Here, a comparison process is performed between the mounting capacity condition provided in the criterion database (4) and the obtained additional internal capacity value, and whether or not the additional internal capacity value can actually be mounted in the LSI chip. Determined.

次に、結果出力処理(S7)において、判定された結果を出力する処理を行う。この処理により結果が、図1の出力装置(7)に出力される。この時、出力される結果としては、PCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定結果、安定に設計されていない場合に必要なLSIへの追加内部容量値、及びその追加内部容量値がそのLSIチップに搭載可能かどうかの判定結果のみでなく、内部容量が追加される前後でのそれぞれの電源ノイズ特性、及び電源ノイズ条件、搭載容量条件との比較が図示された結果等が含まれていても良い。これらの結果により、どれだけのマージンを持った設計となっているか、どの周波数範囲で問題があるか等を絶対量で評価することが可能となる。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
Next, in the result output process (S7), a process for outputting the determined result is performed. The result is output to the output device (7) in FIG. At this time, the output results include the determination result of whether the power circuit of the PCB is designed to be stable against noise, the additional internal capacitance value required for the LSI when it is not designed stably, and its addition Not only the determination result of whether or not the internal capacitance value can be mounted on the LSI chip, but also the power noise characteristics before and after the addition of the internal capacitance, and the comparison with the power noise conditions and the mounting capacitance conditions Etc. may be included. Based on these results, it is possible to evaluate by an absolute amount, such as how much margin the design is, and in which frequency range there is a problem.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図2に、本発明の第2の実施の形態のシステム構成を示す。   FIG. 2 shows a system configuration according to the second embodiment of the present invention.

第2の実施の形態は、図1における電源ノイズ特性導出手段(2)として、電源ノイズ等価回路解析手段(8)が設けられる構成である。この電源ノイズ等価回路解析手段(8)は、入力装置(1)から入力される回路の設計情報からPCBの電源回路の等価回路モデルを生成する等価回路モデル生成手段(9)、及び生成された等価回路モデルを用いて電源ノイズ特性を導出する演算手段(10)を備える。また、図1における内部容量追加手段(5)として、容量モデル追加手段(11)を備える。この容量モデル追加手段(11)は、入力装置(1)から入力される回路の設計情報から実際にLSIチップ内部に追加される容量セルの等価回路のモデル(以下、「容量モデル」とも記述する)を、等価回路モデル生成手段(9)で作成されたLSIの等価回路モデル(以下、「LSI等価回路モデル」とも記述する)に追加する手段である。   In the second embodiment, power noise equivalent circuit analyzing means (8) is provided as power noise characteristic deriving means (2) in FIG. The power supply noise equivalent circuit analyzing means (8) is generated by an equivalent circuit model generating means (9) for generating an equivalent circuit model of the power supply circuit of the PCB from circuit design information inputted from the input device (1), and Arithmetic means (10) for deriving power supply noise characteristics using an equivalent circuit model is provided. Moreover, a capacity model adding means (11) is provided as the internal capacity adding means (5) in FIG. This capacity model adding means (11) is also described as an equivalent circuit model (hereinafter referred to as “capacitance model”) of the capacity cell actually added inside the LSI chip from the circuit design information inputted from the input device (1). ) To the LSI equivalent circuit model created by the equivalent circuit model generation means (9) (hereinafter also referred to as “LSI equivalent circuit model”).

等価回路モデル生成手段(9)は、大きく分けて2種類の手段を備える。そのうち一方の手段は、PCBのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等である基板の設計情報及び部品データベースからプリント基板の等価回路モデル(以下、「基板等価回路モデル」とも記述)を作成する基板等価回路モデル作成手段である。この基板等価回路モデル作成手段には、基板の断面構造や材質、レイアウト等の情報を入力することによって、基板のベタ層や配線等の等価回路モデルを作成することが可能である、フィールドソルバを備えていても良い。   The equivalent circuit model generation means (9) is roughly divided into two types. One of them is an equivalent circuit model of a printed circuit board (hereinafter also referred to as a “board equivalent circuit model”) from a PCB design information and a component database, such as PCB layout and cross-sectional structure, and mounted component information. This is a substrate equivalent circuit model creation means to be created. In this board equivalent circuit model creation means, by inputting information such as the cross-sectional structure, material, and layout of the board, a field solver that can create an equivalent circuit model such as a solid layer and wiring of the board is provided. You may have.

もう一方の手段は、LSIの全回路接続情報やレイアウト情報、LSIの動作情報等の設計情報、及びLSIの内部を構成している部品のデータベースから図15(a)または図15(b)に記述されるようなLSIの等価回路モデルを作成するLSI等価回路モデル作成手段である。このLSI等価回路モデル作成手段には、特許文献2や特許文献3に記述されるような、LSIの全回路接続情報からLSIの等価回路モデルを自動的に作成する手段を備えていても良い。また、演算手段(10)には、SPICEに代表されるような回路解析エンジンや、電磁界解析エンジン等が備えられていてもよく、必要な電源ノイズ特性の解析が実行される。   The other means is shown in FIG. 15 (a) or FIG. 15 (b) from the LSI all circuit connection information and layout information, the design information such as LSI operation information, and the database of the components constituting the LSI. LSI equivalent circuit model creation means for creating an LSI equivalent circuit model as described. The LSI equivalent circuit model creating means may include means for automatically creating an LSI equivalent circuit model from all circuit connection information of LSI as described in Patent Document 2 and Patent Document 3. The arithmetic means (10) may be provided with a circuit analysis engine represented by SPICE, an electromagnetic field analysis engine, or the like, and analysis of necessary power supply noise characteristics is executed.

図7は、本発明の第二の実施の形態の処理を示したフローチャートである。このフローチャートは、図6に記述された電源ノイズ特性導出処理(S2)として、等価回路モデル生成処理(S8)と回路解析処理(S9)とが行われる構成である。このうち、等価回路モデル生成処理(S8)は、図2における等価回路モデル生成手段(9)において行われる。一方、回路解析処理(S9)は、図2における演算手段(10)において行われる。等価回路モデル生成処理(S8)とは、図2における入力装置(1)から入力された回路設計情報から、LSIが実装されたPCBの電源系全体を示す等価回路モデル(以下、「電源系等価回路モデル」)を作成する処理である。   FIG. 7 is a flowchart showing the processing of the second embodiment of the present invention. This flowchart is a configuration in which an equivalent circuit model generation process (S8) and a circuit analysis process (S9) are performed as the power supply noise characteristic derivation process (S2) described in FIG. Among these, the equivalent circuit model generation process (S8) is performed by the equivalent circuit model generation means (9) in FIG. On the other hand, the circuit analysis process (S9) is performed in the calculation means (10) in FIG. The equivalent circuit model generation process (S8) is an equivalent circuit model (hereinafter referred to as “power system equivalent”) that shows the entire power system of the PCB on which the LSI is mounted, based on the circuit design information input from the input device (1) in FIG. Circuit model)).

また、回路解析処理(S9)とは、作成された電源系等価回路モデルを用いて電源ノイズ特性を解析する処理であり、この処理により、PCBにおける電源ノイズ特性が導出される。また、図6に記述された内部容量処理(S5)として、容量モデル追加処理(S10)が行われる構成である。この容量モデル追加処理(S10)は、図2における容量モデル追加手段(11)において行われる。   The circuit analysis process (S9) is a process of analyzing the power supply noise characteristic using the generated power supply system equivalent circuit model, and the power supply noise characteristic in the PCB is derived by this process. In addition, a capacity model addition process (S10) is performed as the internal capacity process (S5) described in FIG. This capacity model adding process (S10) is performed by the capacity model adding means (11) in FIG.

ここで、図9は、等価回路モデル生成処理(S8)を説明したフローチャートである。まず、基板情報入力処理(S13)により、PCBのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等である基板の設計情報及び部品データベースが図2における入力装置(1)から入力される。次に、基板等価回路モデル生成処理(S14)が行われ、LSIを除く、実装される受動部品を含めた基板等価回路モデルが、図2における等価回路モデル生成手段(9)において生成される。次に、LSI情報入力処理(S15)により、LSIの全回路接続情報やレイアウト情報、LSIの動作情報等の設計情報、及びLSIの内部を構成している部品のデータベース、追加される容量セルの情報等が図2における入力装置(1)から入力される。   Here, FIG. 9 is a flowchart illustrating the equivalent circuit model generation process (S8). First, by the board information input process (S13), the PCB layout and cross-sectional structure, the board design information such as information on the components to be mounted, and the parts database are input from the input device (1) in FIG. Next, a board equivalent circuit model generation process (S14) is performed, and a board equivalent circuit model including passive components to be mounted, excluding the LSI, is generated by the equivalent circuit model generation means (9) in FIG. Next, through LSI information input processing (S15), design information such as all circuit connection information and layout information of LSI, operation information of LSI, a database of parts constituting the LSI, and added capacity cells Information or the like is input from the input device (1) in FIG.

次に、LSI等価回路モデル生成処理(S16)により、入力された情報からLSIの電源に流れる電流や等価アドミタンス、LSI電源配線のインピーダンス等、LSIの電源系の特性を見積もったLSI等価回路モデルが、図2における等価回路モデル生成手段(9)において生成される。このとき、LSI等価回路モデルとしては、図16(a)に示したような簡易構成のモデルと、図16(b)に示すような、位置情報や解析する周波数範囲を考慮し、LSI内を分割したモデル等が考えられるが、その構造の選択もデータベース内に記されているとする。次に、電源系等価回路モデル生成処理(S17)により、生成された基板等価回路モデルとLSI等価回路モデルが結合されて、電源系等価回路モデルが図2における等価回路モデル生成手段(9)において生成され、この処理は終了する。   Next, an LSI equivalent circuit model that estimates the characteristics of the LSI power supply system such as the current flowing to the LSI power supply, the equivalent admittance, the impedance of the LSI power supply wiring, etc. from the input information by the LSI equivalent circuit model generation processing (S16). 2 is generated by the equivalent circuit model generation means (9) in FIG. At this time, as an LSI equivalent circuit model, a model with a simple configuration as shown in FIG. 16A and position information and a frequency range to be analyzed as shown in FIG. A divided model or the like can be considered, but the structure selection is also described in the database. Next, the generated board equivalent circuit model and the LSI equivalent circuit model are combined by the power supply system equivalent circuit model generation process (S17), and the power supply system equivalent circuit model is converted into the equivalent circuit model generation means (9) in FIG. This process is completed.

ここで、基板等価回路モデルの生成(S13、S14)と、LSI等価回路モデルの生成(S15、S16)の処理の順序は逆になっても良い。また、先に基板情報入力処理(S13)とLSI情報入力処理(S15)が行われてから、基板等価回路モデル生成処理(S14)とLSI等価回路モデル生成処理(S15)が行われるような順序を選択しても良い。   Here, the processing order of the generation of the substrate equivalent circuit model (S13, S14) and the generation of the LSI equivalent circuit model (S15, S16) may be reversed. The order in which the board equivalent circuit model generation process (S14) and the LSI equivalent circuit model generation process (S15) are performed after the board information input process (S13) and the LSI information input process (S15) are performed first. May be selected.

図10は、図2の等価回路モデル生成手段(9)内の、基板等価回路モデルを作成する手段内部に、フィールドソルバが備えられている場合の、図9における基板等価回路モデル生成処理(S13、S14)の具体的処理を示したフローチャートである。まず、基板電源系の構造入力処理(S18)が行われ、求めるプリント基板における基板の電源系の構造情報が図2における入力装置(1)から入力される。ここで入力される具体的な情報は、図18に示すようなLSIその他部品が実装された電源供給系回路を構成しているPCBを例に取ると、この場合は、電源がベタプレーン構造をしている為、その基板の電源構造のレイアウト情報に加え、図13(a)に例示するような、基板の電源層、グランド層、絶縁層の層構成と寸法及びそれぞれの導電率(σ)や比誘電率(εr)、誘電正接(tanδ)などの構造、材料特性に関する数値情報である。   FIG. 10 is a circuit diagram of the equivalent circuit model generation process (S13) in FIG. 9 in the case where a field solver is provided in the equivalent circuit model generation means (9) of FIG. , S14) is a flowchart showing a specific process. First, the structure input process (S18) of the substrate power supply system is performed, and the structure information of the power supply system of the printed circuit board to be obtained is input from the input device (1) in FIG. The specific information input here is, for example, a PCB constituting a power supply system circuit on which LSI and other components as shown in FIG. 18 are mounted. In this case, the power supply has a solid plane structure. Therefore, in addition to the layout information of the power supply structure of the substrate, the layer configuration and dimensions of the power supply layer, the ground layer, and the insulating layer of the substrate and the respective conductivity (σ) as illustrated in FIG. And numerical information on the structure and material characteristics such as dielectric constant (εr) and dielectric loss tangent (tan δ).

一方、図13(b)に示されるように電源がマイクロストリップ配線の構造をしていた場合でも同様に、層構成及び線幅、線長を含めた各部の寸法と、それぞれの材料特性に関する数値情報である。層構成及び各部の寸法は、プリント配線基板の設計CADシステムで持っている情報から抽出することが可能である。また、図13で例示されているのは、ある配線パターンの基板の構成(断面図)であるが、ここで材料定数の代わりに、例えば銅などの材料名を入力し、内部のデータベースから導電率に置き換えるなどの処理を行うことも可能である。こうして、基板の電源回路の電気的等価回路を求めるのに必要な、各部のパラメータ及び部品のデータベースが入力される。   On the other hand, even when the power source has a microstrip wiring structure as shown in FIG. 13B, the layer configuration, the dimensions of each part including the line width and line length, and the numerical values related to the respective material characteristics Information. The layer configuration and the dimensions of each part can be extracted from information held in the design CAD system of the printed wiring board. Further, FIG. 13 illustrates a substrate configuration (cross-sectional view) of a certain wiring pattern. Here, instead of material constants, a material name such as copper is input, and conductivity is stored from an internal database. It is also possible to perform processing such as replacement with a rate. In this way, the parameters of each part and the database of parts necessary for obtaining the electrical equivalent circuit of the power supply circuit of the board are input.

次に、ソルバ処理(S19)が実行され、基板電源系の等価回路モデルの作成が行われる。この処理は、図2の等価回路モデル生成手段(9)内に備えられたフィールドソルバによって行われる。ここで行われる処理とは、プリント配線基板における配線パターンの物理的な寸法、材料定数及び層構成等のパラメータをもとに、SPICEなどの回路シミュレータで使用するための、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス、コンダクタンスで表した単位長さあたりの集中定数もしくは分布定数で表現された等価回路モデルを作成する処理である。このフィールドソルバとして、PEEC(Partial Element Equivalent Circuit)法やFEM(Finite Element Method)法等を適用した電磁界解析エンジンが備えられているとしてよい。この処理が行われ得られた単位長さ辺りの等価回路モデルの一例を図14(a)に示す。このモデルは集中定数で定義されており、配線の単位長さ当たりの抵抗、インダクタンス、容量、コンダクタンスの値はそれぞれ、R、L、C、Gとなっている。また、R及びLは、モデルの単位長さ当たりのインピーダンスZを表し、C及び1/Gはモデルの単位長さ当たりのアドミタンスYを表している。 Next, solver processing (S19) is executed, and an equivalent circuit model of the substrate power supply system is created. This process is performed by a field solver provided in the equivalent circuit model generation means (9) of FIG. The processing performed here refers to resistance, inductance, capacitance, and the like for use in a circuit simulator such as SPICE based on parameters such as physical dimensions of wiring patterns on a printed wiring board, material constants, and layer configurations. This is a process for creating an equivalent circuit model expressed by a lumped constant or a distributed constant per unit length expressed by conductance. As this field solver, an electromagnetic field analysis engine to which a PEEC (Partial Element Equivalent Circuit) method, a FEM (Finite Element Method) method, or the like is applied may be provided. An example of an equivalent circuit model per unit length obtained by performing this processing is shown in FIG. This model is defined by a concentrated constant, resistance per unit length of the wiring, the inductance has become capacitive, each conductance values, R U, L U, C U, and G U. R U and L U represent the impedance Z U per unit length of the model, and C U and 1 / G U represent the admittance Y U per unit length of the model.

もし、図13(a)のように、電源がベタプレーン構造をしていた場合には、この単位長さ当たりのモデルを図14(b)のように組み合わせ、ベタプレーン構造を表現する。一方、図13(b)のような配線構造をしていた場合、この単位長さ当たりのモデルを図14(c)のようにラダー状に組み合わせ、配線構造を表現する。このように記述された単位長さ当たりのモデルが、寸法分接続されることにより、基板の電源の等価回路モデルが生成されるが、勿論集中定数記述では無く分布定数記述で表現されていても構わない。   If the power source has a solid plane structure as shown in FIG. 13A, the models per unit length are combined as shown in FIG. 14B to express the solid plane structure. On the other hand, when the wiring structure as shown in FIG. 13B is used, the model per unit length is combined in a ladder shape as shown in FIG. 14C to express the wiring structure. The model per unit length described in this way is connected by dimensions, so that an equivalent circuit model of the power supply of the board is generated. Of course, even if it is expressed by a distributed constant description instead of a lumped constant description I do not care.

次に、部品データ入力処理(S20)が行われ、実装されているLSI以外の部品のデータベースが、図2における入力装置(1)から入力される。ここで入力される具体的な情報は、図18に示されるPCBを例にとると、直流電源(レギュレータ)及び対策部品(チップコンデンサ)のデータベースであり、ここではデータベース内に各部品の等価回路モデルが入力されるとする。次に、モデル結合処理(S21)により、ソルバ処理(S19)により生成された基板電源における基板単体の等価回路モデルと、各部品の等価回路モデルが、実際のPCBのレイアウトに合わせ、図2の等価回路モデル生成手段(9)内で結合され、この処理は終了する。   Next, a component data input process (S20) is performed, and a database of components other than the mounted LSI is input from the input device (1) in FIG. The specific information input here is a database of DC power supplies (regulators) and countermeasure components (chip capacitors) taking the PCB shown in FIG. 18 as an example. Here, the equivalent circuit of each component is included in the database. Suppose a model is entered. Next, the equivalent circuit model of the single board in the board power source generated by the solver process (S19) and the equivalent circuit model of each component in the model combination process (S21) are matched with the actual PCB layout in FIG. The equivalent circuit model generation means (9) is combined, and this process ends.

こうして、PCBにおける基板等価回路モデルが生成される。なお、処理の順番としては、部品データ入力処理(S20)が最初に行われた後、基板電源系の構造情報の入力処理(S18)とソルバ処理(S19)が行われても良く、先に基板電源系の構造情報の入力処理(S18)と部品データ入力処理(S20)が同時に行われた後にソルバ処理(S19)が行われても良い。   Thus, a board equivalent circuit model in the PCB is generated. As the processing order, after the component data input process (S20) is first performed, the board power supply system structure information input process (S18) and the solver process (S19) may be performed. The solver process (S19) may be performed after the board power supply system structure information input process (S18) and the component data input process (S20) are simultaneously performed.

図11は、図9におけるLSI等価回路モデルの生成(S15、S16)の具体的処理を示したフローチャートである。このとき、図2の等価回路モデル生成手段(9)内のLSI等価回路モデルの作成手段として、特許文献2や特許文献3に記述されている、LSI等価回路モデル作成システムが備えてあるものとする。   FIG. 11 is a flowchart showing specific processing of generating an LSI equivalent circuit model (S15, S16) in FIG. At this time, as an LSI equivalent circuit model creation means in the equivalent circuit model generation means (9) of FIG. 2, the LSI equivalent circuit model creation system described in Patent Document 2 and Patent Document 3 is provided. To do.

先ず、図10の処理と同様に、LSI情報入力処理(S22)により、LSIの全回路接続情報やレイアウト情報、LSIの動作情報等の設計情報、及びLSIの内部を構成している部品のデータベース、追加される容量セルの情報等が図2における入力装置(1)から入力される。次に、動作部分モデル生成処理(S23)により、LSIの設計情報からLSIの電源端子に流れる電流を等価的に流せるように記述されたLSIの動作部分が、図2における等価回路モデル生成手段(9)において生成される。ここで生成されるLSIの動作部分のモデル31は、図15に記述されているように電流源で記述することも出来るが、同等の電流を流すトランジスタで記述されていても良く、それらのモデルは、特許文献2や特許文献3に示される方法によって設計情報から自動的に生成が可能である。   First, similarly to the processing of FIG. 10, by LSI information input processing (S22), design information such as all circuit connection information and layout information of LSI, operation information of LSI, and a database of components constituting the inside of LSI. The information of the added capacity cell is input from the input device (1) in FIG. Next, the operation part model generation process (S23) causes the LSI operation part described so that the current flowing from the LSI design information to the power supply terminal of the LSI can be equivalently flowed is equivalent circuit model generation means ( 9). The LSI operation part model 31 generated here can be described by a current source as described in FIG. 15, but it may be described by a transistor through which an equivalent current flows. Can be automatically generated from design information by the methods disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3.

ここで、LSIの動作部分のモデルに記述される、もしくはトランジスタ記述されたモデルで等価的に流れる電源電流の波形の一例を図17(a)に示す。この波形は、時間変動する電流波形を表したものであるが、必要に応じて、図17(b)に記述されたような周波数特性を示す波形に変換しても良い。これらの波形の変換は、フーリエ変換、もしくは逆フーリエ変換によって容易に変換が可能である。また、電源回路の電圧の周波数特性を求める場合には、必要に応じて、簡単の為周波数が変動しても一定の振幅を示す交流電源波形に置き換えても良い。   Here, FIG. 17A shows an example of a waveform of the power supply current described in the LSI operation part model or equivalently flowing in the transistor description model. This waveform represents a current waveform that fluctuates over time, but may be converted into a waveform having a frequency characteristic as described in FIG. These waveforms can be easily converted by Fourier transform or inverse Fourier transform. Further, when obtaining the frequency characteristics of the voltage of the power supply circuit, it may be replaced with an AC power supply waveform showing a constant amplitude even if the frequency varies for simplicity.

次に、アドミタンスモデル生成処理(S24)により、LSI内の等価的なアドミタンスを表現したアドミタンスモデルが、図2における等価回路モデル生成手段(9)において生成される。ここで生成される図15に例示したLSIのアドミタンスモデル32は、容量や抵抗で構成されたモデルで表現出来るが、透過的なトランジスタ記述されたモデルで記述されていても良く、それらのモデルも特許文献2や特許文献3に示される方法によって設計情報から自動的に生成が可能である。次に、電源分配回路モデル生成処理(S25)により、LSIの電源分配回路モデルが、図2における等価回路モデル生成手段(9)において生成される。ここで生成される電源分配回路モデルは、LSIの動作部分モデルとアドミタンスモデルとを合わせたLSI等価回路モデルと、LSIの2種類の電源端子(電源端子、GND端子)間に接続されるモデルであり、図18に例示したPCBにおいては、LSI内の電源配線のモデルだけではなく、パッケージのモデルを含むものとしても良い。   Next, an admittance model expressing equivalent admittance in the LSI is generated by the equivalent circuit model generation means (9) in FIG. 2 by the admittance model generation processing (S24). The LSI admittance model 32 illustrated in FIG. 15 generated here can be expressed by a model composed of a capacitor and a resistor, but may be described by a model in which a transparent transistor is described. It can be automatically generated from design information by the methods disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3. Next, the power distribution circuit model generation processing (S25) generates an LSI power distribution circuit model in the equivalent circuit model generation means (9) in FIG. The power distribution circuit model generated here is an LSI equivalent circuit model that combines an LSI operation part model and an admittance model, and a model that is connected between two types of LSI power terminals (power terminals and GND terminals). Yes, the PCB illustrated in FIG. 18 may include a package model as well as a power supply wiring model in the LSI.

この電源分配回路モデルの構造としては、図15(a)に例示したように簡単なインダクタンスのモデル33で表現しても良いが、状況に応じて図15(b)に例示したように複数の回路ブロックが結合して構成される等価回路によって表現された構造になっていても良い。この電源分配回路のモデルは、データベース内に等価回路モデルを用意しておいてそれを読み込んでも良いが、特許文献2に記述された方法で作成する、もしくは構造や材料定数と言ったパラメータである入力情報から、図2の等価回路モデル生成手段(9)内に備えられたフィールドソルバによるソルバ処理によって作成するような方法を選択しても良い。   The structure of the power distribution circuit model may be expressed by a simple inductance model 33 as illustrated in FIG. 15A, but depending on the situation, a plurality of structures may be used as illustrated in FIG. 15B. The structure may be expressed by an equivalent circuit configured by combining circuit blocks. The model of the power distribution circuit may be an equivalent circuit model prepared in a database and read in, but is created by the method described in Patent Document 2 or is a parameter such as structure or material constant. From the input information, a method of creating by a solver process using a field solver provided in the equivalent circuit model generation means (9) of FIG. 2 may be selected.

次に、モデル結合処理(S26)により、作成されたLSIの動作部分モデルとアドミタンスモデルと電源分配回路モデルを結合させ、図15に例示されるようなLSIの等価回路モデルが生成され、この処理が終了する。こうして、PCBに実装されるLSIの等価回路モデルが生成される。なお、各モデルの作成処理(S23、S24、S25)の順番は、適宜前後させることも可能である。   Next, in the model combining process (S26), the created LSI operation part model, admittance model, and power distribution circuit model are combined to generate an LSI equivalent circuit model as illustrated in FIG. Ends. In this way, an equivalent circuit model of the LSI mounted on the PCB is generated. It should be noted that the order of the model creation processing (S23, S24, S25) can be appropriately changed.

こうした過程を経て、図7における等価回路モデル生成処理(S8)により、図18のPCBの電源回路モデルの一例は、図19のようになる。図9における基板等価回路モデルの生成(S13、S14)の処理により、基板の電源系のモデル、直流電源モデル、チップコンデンサモデルが作成される。   Through this process, an example of the power circuit model of the PCB in FIG. 18 is as shown in FIG. 19 by the equivalent circuit model generation process (S8) in FIG. A substrate power supply system model, a DC power supply model, and a chip capacitor model are created by the generation of the substrate equivalent circuit model (S13, S14) in FIG.

また、図9におけるLSI等価回路モデルの生成(S15、S16)により、LSI等価回路モデル、電源分配回路モデル及びパッケージモデルが作成され、図9の電源系等価回路モデル生成処理(S17)により、これらのモデルが結合され、PCBの電源系等価回路モデルが生成される。なお、基板の電源モデルにおいて、端の部分ではインピーダンスが2倍(2Z)、アドミタンスが1/2もしくは1/4(Y/2もしくはY/4)となっているが、これはPEEC法では端の部分がこのような値となる。また、メッシュの数及びサイズはあくまでも1例であり、メッシュサイズによりYの値は変動する。 Further, an LSI equivalent circuit model, a power distribution circuit model, and a package model are created by generating an LSI equivalent circuit model (S15, S16) in FIG. 9, and these are generated by a power system equivalent circuit model generation process (S17) in FIG. Are combined to generate a power system equivalent circuit model of the PCB. In the power supply model of the board, the impedance is double (2Z U ) and the admittance is 1/2 or 1/4 (Y U / 2 or Y U / 4) at the end portion, which is PEEC In the law, the end part has such a value. The number and size of the mesh is only one example, the value of Y U varies by mesh size.

図21は、図20で例示されたようなPCBの電源系等価回路モデルを用いて、図7の回路解析処理(S9)として、回路の過渡解析を行い、電源ノイズ特性として電源電圧変動特性を求めた場合の一例である。この電圧変動特性が、図2の判定基準データベース(4)内より読み込まれる電源ノイズ条件を満たしているか、図2の電源ノイズ条件判定手段(3)内で自動判定が行われることになる。ここで、電源ノイズ条件が、直流電圧VCCより降下する値がΔVDL以内であり、かつLSIのスイッチング動作が生じる時間(ex.t=0)から電圧変動が収まるまでの戻り時間(例えばスイッチング動作が生じてから電圧変動の幅が1%以内になるまでの時間)がtRL以内という条件を満たさないといけないとする。 FIG. 21 is a circuit analysis process (S9) of FIG. 7 using the PCB power system equivalent circuit model illustrated in FIG. It is an example in the case of calculating | requiring. Whether the voltage fluctuation characteristic satisfies the power supply noise condition read from the determination criterion database (4) in FIG. 2 is automatically determined in the power supply noise condition determination means (3) in FIG. Here, power supply noise conditions is within the DC voltage V CC value from the drop [Delta] V DL, and LSI time the switching operation occurs in (ex.t = 0) from until the voltage fluctuation falls return time (e.g. switching It is assumed that the condition that the time from when the operation occurs until the width of the voltage fluctuation is within 1%) must be within tRL .

例えば、LSIへの観測点における電源電圧波形Aの特性においては、電圧降下値ΔVDAは、ΔVDA<ΔVDLという条件は満たしているが、戻り時間tRAは、tRA<ΔtRLという条件を満たさないので、この電源電圧波形Aが生じる回路では、PCBの電源回路はノイズに対し安定でないと判定される。 For example, in the characteristics of the power supply voltage waveform A at the observation point to the LSI, the voltage drop value ΔV DA satisfies the condition of ΔV DA <ΔV DL , but the return time t RA is a condition of t RA <Δt RL. Therefore, in the circuit in which the power supply voltage waveform A is generated, it is determined that the power supply circuit of the PCB is not stable against noise.

一方、LSIへの観測点における電源電圧波形Bの特性においては、戻り時間tRBは、tRB<ΔtRLという条件は満たしているが、電圧降下値ΔVDBは、ΔVDB<ΔVDLという条件を満たさないので、この電源電圧波形Bが生じる回路でも、PCBの電源回路はノイズに対し安定でないと判定される。なお、ここでの電源ノイズ条件として電圧降下値と戻り時間の両者で検討することにしたが、電圧降下値だけが条件になっている場合も考えられる。その場合、電源電圧波形Aが生じる回路においてはPCBの電源回路はノイズに対し安定であると判断され、電源電圧波形Bが生じる回路においてPCBの電源回路はノイズに対し安定でないと判定されることになる。 On the other hand, in the characteristics of the power supply voltage waveform B at the observation point to the LSI, the return time t RB satisfies the condition of t RB <Δt RL , but the voltage drop value ΔV DB is a condition of ΔV DB <ΔV DL. Therefore, even in the circuit where the power supply voltage waveform B is generated, it is determined that the power supply circuit of the PCB is not stable against noise. Note that although the power supply noise condition here is considered by both the voltage drop value and the return time, there may be a case where only the voltage drop value is a condition. In that case, it is determined that the PCB power supply circuit is stable against noise in the circuit where the power supply voltage waveform A is generated, and the PCB power supply circuit is determined not stable to noise in the circuit where the power supply voltage waveform B is generated. become.

また、図18で例示されたようなPCBの電源系等価回路モデルである図19の回路モデルにおいて、電源電圧の時間変動特性として図示された点(この場合はLSIの直下である55で示した点)での電圧値をモニターしているが、別のモニター点(例えば電源プレーンの端における電源−グランド間の電圧)での電圧値の特性において、電源ノイズ条件が設定されていても良い。こうして、図18で例示されたようなPCBの電源系等価回路モデルを図7の回路解析処理(S9)を行った結果より、電源ノイズ特性比較処理(S3)が、図2における電源ノイズ判定手段内(3)で実行される。そしてその結果、判定基準を満たすかどうかの判定処理(S4)が、同様に図2における電源ノイズ判定手段(3)内で実行される。   Further, in the circuit model of FIG. 19, which is a power system equivalent circuit model of the PCB as illustrated in FIG. 18, the point illustrated as the time variation characteristic of the power supply voltage (in this case, indicated by 55 immediately below the LSI). Although the voltage value at the point is monitored, a power supply noise condition may be set in the characteristics of the voltage value at another monitoring point (for example, the voltage between the power supply and the ground at the end of the power supply plane). Thus, from the result of performing the circuit analysis process (S9) of the power supply system equivalent circuit model of the PCB as illustrated in FIG. 18 in FIG. 7, the power supply noise characteristic comparison process (S3) is the power supply noise determination means in FIG. It is executed in (3). As a result, the determination process (S4) as to whether or not the determination criterion is satisfied is similarly executed in the power supply noise determination means (3) in FIG.

ここで、図2における判定基準データベース(4)内には複数の電源ノイズ条件が用意されており、電源ノイズ特性比較処理(S3)及び判定処理(S4)では、電源ノイズ特性導出処理(S2)において得られる電源ノイズ特性に対応した電源ノイズ条件を自動的に選択して読み込み、比較処理(S3)及び判定処理(S4)を行なう、というようなシステム構成とすることも可能である。   Here, a plurality of power supply noise conditions are prepared in the determination criterion database (4) in FIG. 2. In the power supply noise characteristic comparison process (S3) and the determination process (S4), a power supply noise characteristic derivation process (S2). It is also possible to adopt a system configuration in which the power supply noise condition corresponding to the power supply noise characteristic obtained in step S3 is automatically selected and read, and the comparison process (S3) and the determination process (S4) are performed.

例えば、判定基準データベース(4)内に、電源電圧の時間変動特性に対するノイズ条件と電源電圧の周波数特性に対するノイズ条件が用意されているとする。ここで、LSI等価回路のモデルとして、図17(a)に示したような電源電流の時間波形を出力するモデルを用い、電源ノイズ特性導出処理(S2)において、電源ノイズ特性として電源電圧の時間変動特性を求めた場合、それに対応する電源ノイズ条件としては、電源電圧の時間変動に対するものとなるので、判定基準データベース(4)内から電源電圧の時間変動に対するノイズ条件が自動的に選択されて読み込まれることになる。また、図17(b)に示したような電源電流の周波数特性を出力するモデルを用い、電源ノイズ特性導出処理(S2)において、電源ノイズ特性として電源電圧の周波数変動特性を求めた場合、それに対応する電源ノイズ条件としては、電源電圧の周波数変動に対するものとなるので、判定基準データベース(4)内から電源電圧の周波数変動に対するノイズ条件が自動的に選択されて読み込まれることになる。   For example, it is assumed that a noise condition for the time variation characteristic of the power supply voltage and a noise condition for the frequency characteristic of the power supply voltage are prepared in the determination reference database (4). Here, as a model of the LSI equivalent circuit, a model that outputs a time waveform of the power supply current as shown in FIG. 17A is used, and in the power supply noise characteristic derivation process (S2), the time of the power supply voltage is set as the power supply noise characteristic. When the fluctuation characteristic is obtained, the power supply noise condition corresponding to the fluctuation characteristic is for the time fluctuation of the power supply voltage. Therefore, the noise condition for the time fluctuation of the power supply voltage is automatically selected from the judgment reference database (4). Will be read. Further, when a frequency variation characteristic of the power supply voltage is obtained as the power supply noise characteristic in the power supply noise characteristic derivation process (S2) using the model that outputs the frequency characteristic of the power supply current as shown in FIG. Since the corresponding power supply noise condition is for the frequency fluctuation of the power supply voltage, the noise condition for the frequency fluctuation of the power supply voltage is automatically selected from the determination reference database (4) and read.

ここで、用意される電源ノイズ条件としては、電源電圧の時間変動特性または周波数特性だけではなく、例えば、LSIの電源端子電流の時間変動特性または周波数特性等が用意されていても良い。この場合でも、電源ノイズ特性として、LSIの電源端子電流の時間変動特性が得られた場合には、判定基準データベース(4)内から電源端子電流の時間変動特性が、又、電源端子電流の周波数変動特性が得られた場合には、電源端子電流の周波数変動特性がそれぞれ自動的に選択されることになる。   Here, as the power supply noise condition to be prepared, not only the time variation characteristic or frequency characteristic of the power supply voltage but also the time variation characteristic or frequency characteristic of the power supply terminal current of the LSI may be prepared, for example. Even in this case, when the time variation characteristic of the power supply terminal current of the LSI is obtained as the power supply noise characteristic, the time variation characteristic of the power supply terminal current is obtained from the determination reference database (4), and the frequency of the power supply terminal current is also obtained. When the fluctuation characteristic is obtained, the frequency fluctuation characteristic of the power supply terminal current is automatically selected.

ここで、判定処理(S4)において、電源ノイズ特性において判定基準を満たさない、と判定されたとき、容量モデル追加処理(S10)が、図2における容量モデル追加手段(11)内で実行される。ここでは、判定基準データベース内に、“電源ノイズ条件を満たさない場合、一定量の容量セルをLSIチップ内に追加する”というルールが決められており、予めLSIの設計情報及びデータベースの入力処理(S22)により図2の入力装置(1)により入力されていた容量セルの等価回路モデルが、ある一定量分、LSI等価回路モデル内に追加される。この処理により、LSIは容量セルがある一定値分追加された新たな構造のLSIとなり、この新たな構造情報が入力され、再度等価回路モデル生成処理(S8)が実行される。   Here, in the determination process (S4), when it is determined that the determination criterion is not satisfied in the power supply noise characteristic, the capacity model addition process (S10) is executed in the capacity model addition means (11) in FIG. . Here, a rule of “adding a certain amount of capacity cells in the LSI chip when the power supply noise condition is not satisfied” is determined in the criterion database, and the LSI design information and database input processing ( By S22), the equivalent circuit model of the capacity cell input by the input device (1) of FIG. 2 is added to the LSI equivalent circuit model by a certain amount. By this process, the LSI becomes an LSI having a new structure in which a certain amount of capacity cells are added, and this new structure information is input, and the equivalent circuit model generation process (S8) is executed again.

そして、図7における判定処理(S4)において判定基準を満たすまで、同じ処理が繰り返される。ここで、容量セルモデル41は、図20(a)に示したように、動作部分モデル31及びアドミタンスモデル32に対して並列に追加されても良いが、実際の接続情報を反映して図20(b)のように、電源分配回路33内に接続されるような構造で追加されても良い。   Then, the same process is repeated until the determination criterion is satisfied in the determination process (S4) in FIG. Here, as shown in FIG. 20A, the capacity cell model 41 may be added in parallel to the motion part model 31 and the admittance model 32, but reflects the actual connection information. As shown in (b), it may be added in such a structure that it is connected to the power distribution circuit 33.

また、この処理は、図11に示すLSI等価回路モデルの生成のフローチャートにおいては内部容量モデル追加処理(S27)であり、作成されたLSIの動作部分モデルとアドミタンスモデルと電源分配回路モデルに、容量セルモデルが追加され、モデル結合処理(S26)において、これらのモデルが結合され、容量セルが追加されたLSIの等価回路モデルが生成されることになる。   Further, this processing is internal capacitance model addition processing (S27) in the flow chart of generation of the LSI equivalent circuit model shown in FIG. 11, and the capacity is added to the created operation part model, admittance model, and power distribution circuit model of the LSI. The cell model is added, and in the model combining process (S26), these models are combined to generate an LSI equivalent circuit model to which the capacity cell is added.

ここで、容量セルの追加により、LSIの電源分配回路や、動作部分、アドミタンスの形状に変更を伴わない場合には、LSI等価回路モデルを構成する各モデルの生成処理(S23からS25)の処理は行われず、前回生成されたLSI等価回路モデルがそのまま使用されても良い。同様に、容量セルの追加により基板の電源系の構造情報に影響が無い場合、図10に示す基板等価回路モデル生成処理は行われず、前回生成された基板等価回路モデルがそのまま使用されても良い。   Here, in the case where there is no change in the shape of the LSI power distribution circuit, the operation part, or the admittance due to the addition of the capacity cell, the process of generating each model constituting the LSI equivalent circuit model (S23 to S25) The LSI equivalent circuit model generated last time may be used as it is. Similarly, when the structure information of the power supply system of the substrate is not affected by the addition of the capacity cell, the substrate equivalent circuit model generation process shown in FIG. 10 is not performed, and the previously generated substrate equivalent circuit model may be used as it is. .

前述した処理を行い、判定処理(S4)により電源ノイズ特性において判定基準を満たす、と判定されたとき、搭載容量比較処理(S6)が、図2における搭載容量条件判定手段(6)において行われる。ここで、判定基準データベース(4)に格納された搭載容量条件の判定基準の一例として、LSIのデータベース内にある追加可能な容量セルのサイズ(以下、「搭載容量サイズ」とも記述する)と、判定処理(S4)で電源ノイズ特性において判定基準を満たすと判定されたときに追加されている容量値を持つ容量セルのサイズ(以下、「必須追加容量サイズ」)とを比較し、前者が後者以上の値の場合、LSIチップ内に追加内部容量値が搭載可能である、というものが用意されていたとする。   When the processing described above is performed and it is determined by the determination processing (S4) that the determination criterion is satisfied in the power supply noise characteristic, the mounting capacity comparison processing (S6) is performed in the mounting capacity condition determination means (6) in FIG. . Here, as an example of the determination criterion of the mounting capacity condition stored in the determination criterion database (4), the size of the capacity cell that can be added in the database of the LSI (hereinafter also referred to as “mounting capacity size”), In the determination process (S4), the size of the capacity cell having the capacity value added when it is determined that the determination criterion is satisfied in the power supply noise characteristic (hereinafter referred to as “essential additional capacity size”) is compared. In the case of the above values, it is assumed that an additional internal capacitance value can be mounted in the LSI chip.

この搭載容量比較処理(S6)による判定結果が、図2の出力装置(7)に、出力されることになる。この時出力される結果としては、PCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定結果、安定に設計されていない場合に必要なLSIへの追加内部容量値、及びその追加内部容量値がそのLSIチップに搭載可能かどうかの判定結果のみでなく、内部容量が追加される前後でのそれぞれの電源ノイズ特性、及びそれぞれの電源系等価回路モデル、電源ノイズ条件、搭載容量条件との比較が図示された結果等が含まれていても良い。これらの結果により、どれだけのマージンを持った設計となっているか、どの周波数範囲で問題があるか等を絶対量で評価することが可能となる。   The determination result by the mounted capacity comparison process (S6) is output to the output device (7) in FIG. As a result to be output at this time, a determination result of whether the power circuit of the PCB is designed stably against noise, an additional internal capacitance value to the LSI required when it is not designed stably, and its additional internal Not only the determination result of whether or not the capacitance value can be mounted on the LSI chip, but also the power noise characteristics before and after the internal capacitance is added, and each power system equivalent circuit model, power noise condition, mounting capacity condition The result of the comparison may be included. Based on these results, it is possible to evaluate by an absolute amount, such as how much margin the design is, and in which frequency range there is a problem.

本実施の形態において、PCBの電源回路の等価回路モデルの生成処理、電源ノイズ特性の解析処理、及びLSIが安定に動作するように設計されているかどうかの判定処理は、入力したデータに対し一定の処理を行わせるだけであるので、自動化が可能であり、LSIやプリント基板配線について深い知識を有さない人間でも、容易に電源回路が安定かつ低ノイズに設計されているかどうかの判定を行うことが出来る。また、LSIの等価回路モデルの作成手法及び装置は、既存の技術を流用することが可能であり、基板の等価回路モデル作成用のフィールドソルバや回路解析ツールも市販のものを流用することが可能であるので、本発明のシステムは容易に構築すること可能である。   In the present embodiment, the generation process of the equivalent circuit model of the power supply circuit of the PCB, the analysis process of the power supply noise characteristic, and the determination process of whether or not the LSI is designed to operate stably are constant for the input data. Therefore, even a person who does not have deep knowledge about LSI and printed circuit board wiring can easily determine whether the power supply circuit is designed to be stable and low noise. I can do it. In addition, the LSI equivalent circuit model creation method and device can be used with existing technology, and commercially available field solvers and circuit analysis tools for creating equivalent circuit models for substrates can be used. Therefore, the system of the present invention can be easily constructed.

また、このようにPCB上の一種類の電源系においてその電源回路が安定に設計されているかどうか、LSIチップ内に追加容量をどれだけ追加すれば安定に動作するか、実際にLSI内に安定動作するだけの容量を追加することが可能かどうかを自動的に判定することが出来るので、順次、他の電源系にも同じ処理を繰り返すことで、PCB上の電源系全てが構成する電源回路が安定に設計されているかどうか、LSIチップ内に追加容量をどれだけ追加すれば安定に動作するか、実際にLSI内に安定動作するだけの容量を追加することが可能かどうかを自動的に判定することも可能になる。
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
In addition, whether or not the power supply circuit is designed stably in one type of power supply system on the PCB in this way, how much additional capacity is added in the LSI chip, and stable operation in the LSI is actually stable. Since it is possible to automatically determine whether it is possible to add a capacity that can operate, a power supply circuit configured by all the power supply systems on the PCB by sequentially repeating the same process for other power supply systems. Is automatically designed, whether it is designed stably, how much additional capacity is added in the LSI chip, and whether it is possible to add capacity that can actually operate stably in the LSI. Judgment is also possible.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図3に、本発明の第3の実施の形態のシステム構成を示す。   FIG. 3 shows the system configuration of the third embodiment of the present invention.

第3の実施の形態は、図2に示す第2の実施の形態のシステム構成に、チップサイズ変更手段(12)を備えた構成になっている。このチップサイズ変更手段(12)は、搭載容量条件判定手段(6)で、LSIチップが追加容量に対し電圧変動条件を満たさないと判定されたときには、入力装置から入力されるLSIのチップサイズ、またそれに伴うパッケージや基板の情報の変更を行い、変更された回路記述の情報を電源ノイズ等価回路解析手段(8)内に入力する手段である。このチップサイズ変更手段(12)を備えることにより、常にPCBの電源回路を安定な構造に設計し直すことが可能になる。   In the third embodiment, the system configuration of the second embodiment shown in FIG. 2 is provided with chip size changing means (12). The chip size changing means (12) is the LSI size of the LSI inputted from the input device when the mounting capacity condition judging means (6) judges that the LSI chip does not satisfy the voltage variation condition with respect to the additional capacity, Further, it is means for changing the information of the package and the board accompanying it and inputting the information of the changed circuit description into the power supply noise equivalent circuit analysis means (8). By providing this chip size changing means (12), it is possible to always redesign the PCB power supply circuit to a stable structure.

図8は、本発明の第3の実施の形態の処理を示したフローチャートである。このフローチャートは、図7に記述された第2の実施の形態の処理を示したフローチャートにおいて、搭載容量比較処理(S6)及び判定処理(S11)を行い、判定基準を満たさなかった場合、LSIのチップサイズを変更し、回路の構造を変更して再度入力する処理(S12)が備えられたフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing the processing of the third embodiment of the present invention. This flowchart is a flowchart showing the processing of the second embodiment described in FIG. 7. When the mounted capacity comparison processing (S 6) and the determination processing (S 11) are performed and the determination criteria are not satisfied, the LSI It is a flowchart provided with the process (S12) which changes chip size, changes the structure of a circuit, and inputs again.

図7のフローチャートと同様、図3の入力装置(1)から回路情報の入力処理(S1)が行われ、図3の等価回路モデル生成手段(9)内で、入力された情報からPCBの電源系等価回路モデルの生成処理(S8)が行われ、図3の演算手段(10)内で電源系等価回路モデルを用いた回路解析処理(S9)が行われ、図3の電源ノイズ判定手段(3)において、解析された電源ノイズ特性と図3の判定基準データベース(4)から読み込まれる電源ノイズ条件との比較処理(S3)が行われた後、電源ノイズ条件を満たすかどうかの判定処理(S4)が行われる。   Similar to the flowchart of FIG. 7, circuit information input processing (S <b> 1) is performed from the input device (1) of FIG. 3, and the PCB power is generated from the input information in the equivalent circuit model generation means (9) of FIG. 3. A system equivalent circuit model generation process (S8) is performed, and a circuit analysis process (S9) using the power system equivalent circuit model is performed in the arithmetic means (10) of FIG. In 3), after the comparison processing (S3) of the analyzed power supply noise characteristic and the power supply noise condition read from the determination criterion database (4) of FIG. S4) is performed.

この処理で判定基準を満たさない場合、容量モデル追加処理(S10)が、図3の容量モデル追加手段(11)内で行われ、容量モデルが追加される新たな入力情報により再度、電源系等価回路モデルの生成処理(S8)が行われる。一方、判定処理(S4)で判定基準を満たした場合、搭載容量比較処理(S6)及び判定処理(S11)が、図3の搭載容量条件判定手段(6)内で行われる。   If the determination criteria are not satisfied in this process, the capacity model addition process (S10) is performed in the capacity model addition means (11) of FIG. A circuit model generation process (S8) is performed. On the other hand, when the determination criterion is satisfied in the determination processing (S4), the mounting capacity comparison processing (S6) and the determination processing (S11) are performed in the mounting capacity condition determination means (6) of FIG.

ここで、判定基準を満たさなかった場合、チップサイズ変更処理(S12)が、図3のチップサイズ変更手段(12)において行われる。具体的な手段の一例として、搭載容量サイズが必須追加容量サイズより小さい場合、そのLSIチップを構成する全トランジスタ数と動作するトランジスタ数等の能力は等しいが、チップサイズがより大きく、搭載容量サイズがより大きいLSIチップに変更する、という変更が行われるとする。このとき、より大きいLSIチップの情報は、予めLSIのデータベース内に格納されていて、回路情報の入力処理(S1)により入力されているとし、具体的な変更の方法は、判定基準データベース内に記されているものとする。   If the determination criterion is not satisfied, the chip size changing process (S12) is performed in the chip size changing unit (12) in FIG. As an example of specific means, if the mounting capacity size is smaller than the required additional capacity size, the capacity of the total number of transistors constituting the LSI chip and the number of operating transistors are equal, but the chip size is larger and the mounting capacity size Assume that a change is made to change to an LSI chip with a larger. At this time, it is assumed that the information of the larger LSI chip is stored in advance in the database of the LSI and is input by the circuit information input process (S1), and a specific change method is described in the determination reference database. It shall be written.

そして、再度新たなチップサイズのLSIの情報を入力して、再度等価回路モデル生成処理(S8)が実行される、という作業を繰り返す。ここで、等価回路モデル生成処理(S8)において、前のステップで作成された電源系等価回路モデルを構成する各要素モデルは既に存在しているので、図9における電源系等価回路モデルの構造を変更して再度モデルを生成する処理(S13〜S17)を行う際に、入力される情報が変更される部分だけを変更するだけにする、としても良く、その方が現実的である。そして、搭載容量判定処理(S11)において判定基準を満たした場合、結果出力処理(S7)が実施され、結果が図3の出力装置(7)に出力されることになる。   Then, the new chip size LSI information is input again, and the equivalent circuit model generation process (S8) is executed again. Here, in the equivalent circuit model generation process (S8), since each element model constituting the power system equivalent circuit model created in the previous step already exists, the structure of the power system equivalent circuit model in FIG. When performing the process of changing and generating the model again (S13 to S17), only the part where the input information is changed may be changed, which is more realistic. When the determination criterion is satisfied in the mounted capacity determination process (S11), the result output process (S7) is performed, and the result is output to the output device (7) in FIG.

図12は、図8におけるチップサイズ変更処理(S12)の具体的処理を示したフローチャートである。まず、図3の判定基準データベース(4)に従い、従来のものと全トランジスタ数と動作するトランジスタ数等の能力は等しいがチップサイズがより大きいLSIのチップへの変更を行なうチップ変更処理(S28)を行なう。次に、チップが変更になることにより電源分配回路やパッケージの情報などを、自動的に選択し、既に求められている必要な追加する内部容量の情報と組み合わせ、LSIの入力情報を変更するチップ構成情報処理(S29)が行われ、チップサイズ変更処理(S12)が終了する。   FIG. 12 is a flowchart showing a specific process of the chip size changing process (S12) in FIG. First, in accordance with the determination criterion database (4) of FIG. 3, the chip change processing for changing to an LSI chip having the same chip capacity but a larger chip size is the same as the conventional one (S28). To do. Next, a chip that automatically selects the power distribution circuit, package information, etc. when the chip is changed, and combines it with the required additional internal capacity information that is already required, and changes the LSI input information The configuration information processing (S29) is performed, and the chip size changing process (S12) ends.

また、図22にLSIチップサイズと容量セルのイメージ図を示すが、図22(a)の状態では、LSIチップ73における搭載容量サイズは、追加しなければならない容量セル74の必須追加容量サイズより小さい為、このままではPCB上でLSIが安定動作しないことになる。そこで、図22(b)のようにより大きいチップサイズのLSIチップ75に変更させることで、搭載容量サイズが、容量セル74の必須追加容量サイズより大きくなり、PCB上でLSIが安定動作する構造を生成することになる。   Further, FIG. 22 shows an image diagram of the LSI chip size and the capacity cell. In the state of FIG. 22A, the mounted capacity size in the LSI chip 73 is smaller than the required additional capacity size of the capacity cell 74 to be added. For this reason, the LSI does not operate stably on the PCB as it is. Therefore, by changing the LSI chip 75 to a larger chip size as shown in FIG. 22B, the mounted capacity size becomes larger than the required additional capacity size of the capacity cell 74, and the structure in which the LSI operates stably on the PCB is obtained. Will be generated.

また、図3の出力装置(7)に出力される情報としては、PCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定結果、安定に設計されていない場合に必要なLSIへの追加内部容量値、及びその追加内部容量値が搭載可能なLSIチップの情報のみでなく、内部容量が追加される前後、及びLSIのチップサイズが変更される前後でのそれぞれの電源ノイズ特性、及びそれぞれの電源系等価回路モデル、電源ノイズ条件、搭載容量条件との比較が図示された結果等が含まれていても良い。これらの結果により、どれだけのマージンを持った設計となっているか、どの周波数範囲で問題があるか等を絶対量で評価することが可能となる。   Also, the information output to the output device (7) in FIG. 3 includes the determination result of whether or not the power supply circuit of the PCB is designed stably with respect to noise, and the information to the LSI required when it is not designed stably. Not only the additional internal capacitance value and the information of the LSI chip on which the additional internal capacitance value can be mounted, but also the respective power noise characteristics before and after the addition of the internal capacitance and before and after the LSI chip size is changed, and Results of comparison with the respective power supply system equivalent circuit models, power supply noise conditions, and mounting capacity conditions may be included. Based on these results, it is possible to evaluate by an absolute amount, such as how much margin the design is, and in which frequency range there is a problem.

本実施の形態により、安定に設計された電源回路を有するPCBの構造が得られ、その電源ノイズ特性も求めることが出来る。また、図3の判定基準データベース(4)内に、電源ノイズ条件を満たさない場合における、LSIの構造変更の為の変更指針が予め用意されていれば、自動的にPCBの電源回路が電源ノイズ条件を満たすように構造が変更される。また、電源系等価回路モデルの生成処理、電源ノイズ特性の解析処理、及びPCBのLSIが安定に動作するかどうかの判定処理は入力したデータに対し一定の処理を行わせるだけであるので、自動化が可能であり、LSIやプリント基板配線について深い知識を有さない人間でも、容易に安定に設計された電源回路を有するPCBを設計することが出来る。   According to the present embodiment, a PCB structure having a stably designed power supply circuit can be obtained, and its power supply noise characteristics can also be obtained. In addition, if a change guideline for changing the structure of the LSI when the power supply noise condition is not satisfied in the determination reference database (4) of FIG. 3, the power supply circuit of the PCB is automatically connected to the power supply noise. The structure is changed to satisfy the condition. In addition, the generation process of the power system equivalent circuit model, the analysis process of the power supply noise characteristics, and the determination process of whether or not the LSI of the PCB operates stably only performs a certain process on the input data. Therefore, even a person who does not have deep knowledge about LSI or printed circuit board wiring can easily design a PCB having a power supply circuit designed stably.

また、LSIの等価回路モデルの作成手法及び装置は、既存の技術を流用することが可能であり、基板の等価回路モデル作成用のフィールドソルバや回路解析ツールも市販のものを流用することが可能であるので、本発明のシステムは容易に構築すること可能である。   In addition, the LSI equivalent circuit model creation method and device can be used with existing technology, and commercially available field solvers and circuit analysis tools for creating equivalent circuit models for substrates can be used. Therefore, the system of the present invention can be easily constructed.

また、このようにPCB上の一種類の電源系において、その電源回路が安定に設計されているかどうかの判定、もしくはLSIチップ内に追加容量を追加して安定に動作する構成への変更を、自動的に実行することが可能になるので、順次、他の電源系にも同じ処理を繰り返すことで、PCB上の電源系全てにおいて、電源回路が安定に設計されているかどうかの判定、もしくはLSIチップ内に内部容量を追加して安定に動作する構成への変更を、自動的に実行することも可能になる。
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
In addition, in one kind of power supply system on the PCB as described above, it is determined whether the power supply circuit is stably designed, or a change to a configuration that operates stably by adding an additional capacitor in the LSI chip, Since it can be automatically executed, it is possible to determine whether the power supply circuit is stably designed in all the power supply systems on the PCB by repeating the same processing for other power supply systems sequentially, or LSI It is also possible to automatically execute a change to a configuration that operates stably by adding an internal capacity in the chip.
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図4に、本発明の第4の実施の形態のシステム構成を示す。   FIG. 4 shows a system configuration according to the fourth embodiment of the present invention.

第4の実施の形態は、図2に記述された第2の実施の形態のシステムに、各入力情報及びデータベースが記憶された記憶装置(13)が備えられたシステムである。記憶装置(13)内には、LSIの全回路接続情報やレイアウト情報、LSIの動作情報等の設計情報、及びLSIを構成している部品のデータベース、追加される容量セルの情報等であるLSIデータベース(14)と、PCBのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等である基板の設計情報であるCADデータ及び部品データベース(15)と、判定基準データベース(4)が記憶されている。   In the fourth embodiment, the system according to the second embodiment described in FIG. 2 includes a storage device (13) in which each input information and database are stored. In the storage device (13), there are LSI information including all circuit connection information and layout information of LSI, design information such as LSI operation information, a database of parts constituting the LSI, information of added capacity cells, and the like. A database (14), CAD data and component database (15), which are board design information such as PCB layout and cross-sectional structure, and information on components to be mounted, and a criterion database (4) are stored. .

このシステムにおいて、図7のフローチャートにおける基板等価回路モデルを生成する為の回路の設計情報を図2の入力装置(1)によって入力する代わりに、必要に応じて記憶装置(13)内にあるCADデータと部品データベース(15)から必要なデータを自動的に抽出させることが可能である。ここで述べているCADデータにおける電源等の配線情報には、一般的に、配線幅や、配線ルートのXY2軸座標によるルート指定や、配線全長等の情報が含まれ、さらには、接続先の部品名称や型番などの情報を含んでいる。   In this system, instead of inputting the circuit design information for generating the board equivalent circuit model in the flowchart of FIG. 7 by the input device (1) of FIG. 2, the CAD in the storage device (13) is used as necessary. It is possible to automatically extract necessary data from the data and parts database (15). The wiring information such as the power supply in the CAD data described here generally includes information such as the wiring width, the route designation based on the XY biaxial coordinates of the wiring route, the total length of the wiring, and the connection destination. It contains information such as part names and model numbers.

従って、接続先の部品名称から、部品データベースの中でその部品の等価回路モデルを探索し、モデルを選択するという方法を行うことも可能であり、またより実際的である。またこのとき、入力されたCADデータ(15)と連動し、記憶装置(13)内にある複数のLSIの設計情報及びLSIデータベース(14)、及び複数の判定基準データベース(4)から、必要なデータを抽出することも可能であり、またより実際的である。   Therefore, it is possible and more practical to search the equivalent circuit model of the part in the part database from the part name of the connection destination and select the model. At this time, necessary information is obtained from the design information and LSI database (14) of the plurality of LSIs in the storage device (13) and the plurality of determination reference databases (4) in conjunction with the input CAD data (15). It is also possible and more practical to extract data.

具体的には、CADデータから電源回路に接続されるLSIの名称及びパッケージのデータ等を自動的に抽出し、必要なLSIの全回設計情報とパッケージや電源分配回路の情報、追加される容量セルの情報等が含まれたLSIデータベース、及びその電源回路における電源ノイズ条件の情報が自動的に選択され入力されるような方法である。このとき、入力装置(1)は使用しなくても良いし、入力を開始する為のアクションを入力する為だけに使用しても良い。この処理は、図10におけるS103とS104、及び図11におけるS105に相当する。   Specifically, the name of the LSI connected to the power supply circuit, the data of the package, etc. are automatically extracted from the CAD data, the necessary LSI all-round design information, information on the package and power distribution circuit, and the added capacity In this method, the LSI database including cell information and the power noise condition information in the power circuit are automatically selected and input. At this time, the input device (1) may not be used, or may be used only for inputting an action for starting input. This process corresponds to S103 and S104 in FIG. 10 and S105 in FIG.

さらに、図4の電源ノイズ条件判定手段(3)によって得られた結果を、記憶装置(13)内にあるCADデータ(15)の中に出力することも可能である。この処理は図7におけるS101である。具体的にはCAD上に表示されたPCBの電源回路における基板の電源配線や、接続されている対策部品の情報にエラーが書き込まれる。   Furthermore, it is possible to output the result obtained by the power supply noise condition determination means (3) of FIG. 4 into the CAD data (15) in the storage device (13). This process is S101 in FIG. Specifically, an error is written in the power supply wiring of the substrate in the power supply circuit of the PCB displayed on the CAD and information on the countermeasure parts connected.

例えば、CADデータを図として表示した場合、その電源回路を構成する部分の色が変わっている等のアラームが出力されるような構造にすれば、ユーザーがその電源回路がノイズの面で安定になっておらず、対策を行う必要が一目で判るようになる。また、図4の搭載容量条件判定手段(6)によって得られた結果を、記憶装置(13)内にあるLSI設計情報+LSIデータベース(14)の中に出力することも可能である。   For example, when CAD data is displayed as a diagram, if the structure is such that an alarm is output, such as the color of the part constituting the power supply circuit changing, the user can make the power supply circuit stable in terms of noise. It's not so easy to see at a glance the need to take measures. Further, the result obtained by the mounting capacity condition judging means (6) of FIG. 4 can be output to the LSI design information + LSI database (14) in the storage device (13).

この処理は、図7におけるS102である。具体的には、搭載容量条件を満たした場合には、LSIの構造情報が、求められた容量が既に追加されている構造の情報に書き変わる、もしくは、搭載容量条件を満たさない場合、LSIの情報の中に、追加内部容量はどれだけ必要だが、このLSIチップにはそれだけの容量が入らない、という情報が追加される、といった例が挙げられる。このように、情報が書き変えられることにより、設計者側がどのような対策を行えば良いかの指針も得られることになる。
(第5の実施の形態)
次に、本発明の第5の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
This process is S102 in FIG. Specifically, when the mounting capacity condition is satisfied, the LSI structure information is rewritten to the information of the structure in which the obtained capacity has already been added, or when the mounting capacity condition is not satisfied, the LSI structure information is rewritten. In the information, there is an example in which information is added that indicates how much additional internal capacity is required, but not enough capacity is included in this LSI chip. In this way, by rewriting information, it is possible to obtain guidelines on what measures the designer should take.
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図5に、本発明の第5の実施の形態のシステム構成を示す。   FIG. 5 shows the system configuration of the fifth embodiment of the present invention.

第5の実施の形態は、図3に記述された第3の実施の形態のシステムに、各入力情報及びデータベースが記憶された記憶装置(13)が備えられたシステムである。記憶装置(13)内には、第4の実施の形態と同様に、LSIの全回路接続情報やレイアウト情報、LSIの動作情報等の設計情報、及びLSIを構成している部品のデータベース、追加される容量セルの情報等であるLSIデータベース(14)と、PCBのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等である基板の設計情報であるCADデータ及び部品データベース(15)と、判定基準データベース(4)が記憶されている。   In the fifth embodiment, the system of the third embodiment described in FIG. 3 is provided with a storage device (13) in which each input information and database are stored. In the storage device (13), as in the fourth embodiment, design information such as all circuit connection information and layout information of LSI, operation information of LSI, and a database of components constituting the LSI are added. The LSI database (14), which is information on the capacity cells to be processed, and the CAD data and parts database (15), which is the design information of the board, which is information on the layout and cross-sectional structure of the PCB and mounted components, etc. A reference database (4) is stored.

このシステムにおいて、図8のフローチャートにおける基板等価回路モデルを生成する為の回路の設計情報を図3の入力装置(1)によって入力する代わりに、必要に応じて記憶装置(13)内にあるCADデータと部品データベース(15)から必要なデータを自動的に抽出させることが可能である。CADデータにおける基板の電源系において、接続先の部品名称から、部品データベースの中でその部品の等価回路モデルを探索し、モデルを選択するという方法を行うことも可能であり、またより実際的である。また、このとき、入力されたCADデータ(15)と連動させ、記憶装置(13)内にある複数のLSIの設計情報及びLSIデータベース(14)、及び複数の判定基準データベース(4)から、必要なデータを抽出することも可能であり、またより実際的である。   In this system, instead of inputting the circuit design information for generating the board equivalent circuit model in the flowchart of FIG. 8 by the input device (1) of FIG. 3, the CAD in the storage device (13) is used as necessary. It is possible to automatically extract necessary data from the data and parts database (15). In the power supply system of the board in the CAD data, it is possible to search the equivalent circuit model of the part in the part database from the part name of the connection destination and select the model, and it is more practical. is there. At this time, it is necessary to link with the input CAD data (15) from the design information and LSI database (14) of the plurality of LSIs in the storage device (13), and the plurality of criteria database (4). It is also possible and more practical to extract data.

具体的には、CADデータから電源回路に接続されるLSIの名称及びパッケージのデータ等を自動的に抽出し、必要なLSIの全回設計情報とパッケージや電源分配回路の情報が含まれたLSIデータベース、及びその電源回路における電圧変動条件及び電圧周波数条件の情報が自動的に選択され入力されるような方法である。このとき、第4の実施の形態と同様に、入力装置(1)は使用しなくても良いし、入力を開始する為のアクションを入力する為だけに使用しても良い。そして、図8のフローチャートにおいてチップサイズ変更処理(S12)を行う際には、図5の記憶装置(13)内にあるCADデータ及び部品データベース(15)、及びLSIの設計情報とLSIデータベース(14)に直接アクセスし、LSIチップ変更とそれに基づく構造の変更等の処理が行われ、CADデータがその処理によって記述が変更される。   Specifically, the name of the LSI connected to the power supply circuit, the data of the package, etc. are automatically extracted from the CAD data, and the LSI including the necessary LSI all-round design information and the package and power distribution circuit information In this method, information on the voltage fluctuation condition and voltage frequency condition in the database and its power supply circuit is automatically selected and input. At this time, as in the fourth embodiment, the input device (1) may not be used, or may be used only for inputting an action for starting input. When the chip size changing process (S12) is performed in the flowchart of FIG. 8, the CAD data and component database (15) in the storage device (13) of FIG. 5, the LSI design information and the LSI database (14) ) Is directly accessed, and processing such as LSI chip change and structure change based on the LSI chip is performed, and the description of the CAD data is changed by the processing.

この処理は、図8におけるS106、S107、及び図12におけるS108に相当する。従って、処理が終了した際には、PCBの電源回路には、LSIが安定動作する構成になっており、自動的に安定なPCBの電源回路が得られ、より実際的なシステム構成になっている。なお、このときCADデータにおける電源回路は、LSIに容量を追加したときには電源系の色を変える、もしくはLSIのチップサイズを変更する、といった処理を行なうことで、設計者にとって、どのような処理が行われたかが一目で判るようにすることも可能である。   This process corresponds to S106 and S107 in FIG. 8 and S108 in FIG. Therefore, when the processing is completed, the PCB power supply circuit is configured so that the LSI operates stably, and a stable PCB power supply circuit is automatically obtained, resulting in a more practical system configuration. Yes. At this time, the power supply circuit in the CAD data performs a process such as changing the color of the power supply system or changing the chip size of the LSI when a capacity is added to the LSI. It is also possible to see at a glance whether this has been done.

次に、具体的な実施例を用いて、本発明の動作を説明する。
(第1実施例)
図23は、解析すべきPCBの一例であり、パッケージを持つLSIが基板寸法200[mm]×300[mm]の一面を覆うベタの電源層に実装され、直流電源からベタ電源に直流電圧3.3Vが供給され、電源回路が構成されているという構造である。この電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうか、設計されていなければ、LSI内部に容量を追加することが可能かどうかを、本発明のシステムを用いて検証を行う。
Next, the operation of the present invention will be described using a specific embodiment.
(First embodiment)
FIG. 23 shows an example of a PCB to be analyzed. An LSI having a package is mounted on a solid power supply layer that covers one surface of a substrate size 200 [mm] × 300 [mm], and a direct current voltage 3 from a direct current power supply to a solid power supply. .3V is supplied and a power supply circuit is configured. It is verified by using the system of the present invention whether or not this power supply circuit is designed stably against noise, and if it is not designed, it is possible to add a capacitor inside the LSI.

先ず、システムとしては、図4に示される第四の実施の形態に記述されたものを用いる。   First, as the system, the system described in the fourth embodiment shown in FIG. 4 is used.

先ず、図7の回路設計情報入力処理(S1)が行われる。ここでは、入力装置(1)から入力情報を取り込むという信号を発生させ、記憶装置(13)内に記憶されたCADデータと部品データベース(15)から、図23に示されるPCBのCADデータ及び実装されている部品の等価回路を含んだデータベースが入力される。そのCADデータと連動し、同時に記憶装置(13)内に記憶されたLSI設計情報とLSIデータベース(14)から、実装されているLSIの全回路設計情報を含んだ設計情報、LSIのレイアウト情報、LSIを構成している部品やパッケージの等価回路、及び追加される容量セルのレイアウトデータと等価回路モデル等を含んだデータベースが入力される。   First, the circuit design information input process (S1) of FIG. 7 is performed. Here, a signal for capturing input information from the input device (1) is generated, and the CAD data and mounting of the PCB shown in FIG. 23 are obtained from the CAD data and the component database (15) stored in the storage device (13). A database containing the equivalent circuits of the parts being input is input. In conjunction with the CAD data, at the same time, the LSI design information stored in the storage device (13) and the LSI database (14) include design information including all circuit design information of the mounted LSI, LSI layout information, A database including an equivalent circuit of components and packages constituting the LSI, a layout data of an added capacity cell, an equivalent circuit model, and the like is input.

また、同時に、記憶装置(13)内に記憶された判定基準データベース(4)から、図23に示されるPCBにおける電源ノイズ条件が入力される。この電源ノイズ条件には、観測点の情報とその箇所での電圧の時間変動特性の判定条件が含まれているとし、観測点は図23に示したように、LSIの直下の点であるとする。この処理が、図7の回路設計情報入力処理(S1)に相当する。また、この処理は、図9におけるS13及びS15に相当し、厳密に説明すると、CADデータの入力は、図10のS103、部品データベースの入力は、図10のS104、LSI設計情報とデータベースの入力は、図11のS105の各処理に相当する。   At the same time, the power supply noise condition in the PCB shown in FIG. 23 is input from the determination reference database (4) stored in the storage device (13). It is assumed that the power supply noise condition includes information on the observation point and a condition for determining the time variation characteristic of the voltage at that point, and the observation point is a point immediately below the LSI as shown in FIG. To do. This process corresponds to the circuit design information input process (S1) of FIG. This process corresponds to S13 and S15 in FIG. 9. Strictly speaking, the CAD data is input in S103 in FIG. 10, the parts database is input in S104 in FIG. 10, the LSI design information and the database are input. Corresponds to each process of S105 in FIG.

次に、図7における等価回路モデル生成処理(S8)が行われる。先ず、図9に示すS13、S14の一連の処理である、基板等価回路モデルの作成処理が、図4に示す等価回路モデル生成手段(9)内で行われる。既に基板情報入力処理(S13)、または図10における基板構造情報の入力処理(S18)は、CADデータの入力処理(S103)としてなされている。その次のステップとして、基板等価回路モデル生成処理(S14)が行われる。   Next, an equivalent circuit model generation process (S8) in FIG. 7 is performed. First, a substrate equivalent circuit model creation process, which is a series of processes of S13 and S14 shown in FIG. 9, is performed in the equivalent circuit model generation means (9) shown in FIG. The substrate information input processing (S13) or the substrate structure information input processing (S18) in FIG. 10 has already been performed as CAD data input processing (S103). As the next step, substrate equivalent circuit model generation processing (S14) is performed.

この処理において、図10におけるソルバ処理(S19)が、図4に示す等価回路モデル生成手段(9)内に備えられたフィールドソルバを用いて実行される。ここでフィールドソルバに入力される、PCBの基板構造の入力情報は、図13(a)または図13(b)に示されるような電源配線の形状、及び材料定数であり、CADデータからの入力処理(S103)により得られている。   In this process, the solver process (S19) in FIG. 10 is executed using the field solver provided in the equivalent circuit model generation means (9) shown in FIG. Here, the PCB board structure input information input to the field solver is the shape of the power supply wiring and the material constant as shown in FIG. 13A or 13B, and is input from CAD data. It is obtained by the process (S103).

この例では、電源パターンは、図13(a)に示すように層構造になっており、電源基板における電源の水平面寸法、電源層の厚みt−vcc、グランド層の厚みt−gnd、各絶縁層の厚みt−in、及び各同導電層の導電率σ、各絶縁層の比誘電率ε及び誘電正接tanδの値より、図14(b)に示したようなメッシュ構造の等価回路モデルを作成する。また、Z及びYのパラメータは、基板モデルのメッシュサイズに左右されるが、ここでは基板情報の入力の際に、”モデルのメッシュサイズは1[mm]×1[mm]とする”という情報が同時に入力され、それに従いモデルが作成されるとする。 In this example, the power supply pattern has a layer structure as shown in FIG. 13A. The horizontal plane dimension of the power supply on the power supply board, the thickness t-vcc of the power supply layer, the thickness t-gnd of the ground layer, and each insulation From the values of the layer thickness t-in, the conductivity σ of each conductive layer, the relative dielectric constant ε r and the dielectric loss tangent tan δ of each insulating layer, an equivalent circuit model having a mesh structure as shown in FIG. Create The parameter of Z U and Y U will depend on the mesh size of the board model, wherein upon input of the board information, "the model mesh size is 1 [mm] × 1 [mm ]" Is input at the same time, and a model is created accordingly.

こうして具体的に、R=7.379[mΩ]、L=1.257[nH]、C=3.807[pF]、G=8.612e−5[S]である基板の電源のメッシュモデルが生成されたとする。また、基板に実装された部品に関しての、部品データ入力処理(S20)も、部品データベースの入力処理(S104)としてなされている。 In this way, specifically, for a substrate with R U = 7.379 [mΩ], L U = 1.257 [nH], C U = 3.807 [pF], and G U = 8.612e-5 [S]. Assume that a mesh model of the power supply is generated. Further, the component data input process (S20) for the component mounted on the board is also performed as the component database input process (S104).

次に、図10におけるモデル結合処理(S21)が実行され、生成されている基板モデルと実装されているLSI以外の部品のモデルが結合される。この例では、部品データベースからの入力処理(S104)にて入力された直流電源及びチップコンデンサのモデルが、CADデータ上で直流電源及びチップコンデンサが実装されている位置の基板のモデルに結合されるという処理が行われる。こうして、基板等価回路モデルが、図4に示す等価回路モデル生成手段(9)内で作成される。   Next, the model combining process (S21) in FIG. 10 is executed to combine the generated board model and the model of the component other than the mounted LSI. In this example, the DC power supply and chip capacitor model input in the input process (S104) from the component database is combined with the model of the substrate on the CAD data where the DC power supply and the chip capacitor are mounted. The process is performed. In this way, the board equivalent circuit model is created in the equivalent circuit model generating means (9) shown in FIG.

次に、図9に示すLSI等価回路モデル生成処理(S16)が、図4に示す等価回路モデル生成手段(9)内で行われる。既にLSI情報入力処理(S16)または図11におけるLSI設計情報及びLSIデータベース入力処理(S22)は、CADデータの入力に対応して、図4の記憶装置(13)内からのLSI設計情報とLSIデータベースの自動入力処理(S105)としてなされている。   Next, the LSI equivalent circuit model generation process (S16) shown in FIG. 9 is performed in the equivalent circuit model generation means (9) shown in FIG. The LSI information input process (S16) or the LSI design information and LSI database input process (S22) in FIG. 11 already corresponds to the input of CAD data, and the LSI design information and the LSI from the storage device (13) in FIG. This is performed as a database automatic input process (S105).

次に、図11における動作部分モデル生成処理(S23)が行われ、入力されたLSI設計情報とLSIデータベースより、LSIの動作部分のモデルが生成される。ここでは、特許文献3に記述された方法より得られたトランジスタ記述のゲート回路のモデルを、電流源に変換するという手法で生成されたとする。ここで、24[MHz]でスイッチング動作を起こすLSIの電源端子を流れる電流を模示した動作部分モデルが生成されたとする。   Next, an operation part model generation process (S23) in FIG. 11 is performed, and an LSI operation part model is generated from the input LSI design information and the LSI database. Here, it is assumed that the model of the gate circuit of the transistor description obtained by the method described in Patent Document 3 is generated by a method of converting into a current source. Here, it is assumed that an operation partial model is generated that illustrates a current flowing through a power supply terminal of an LSI that causes a switching operation at 24 [MHz].

次に、図11におけるLSIのアドミタンスモデル生成処理(S24)が行われ、LSIの等価アドミタンスのモデルが生成される。ここでは、特許文献3に記述された方法を適用し、得られた回路の等価内部容量をまとめるという手法で生成されたとする。次に、図11におけるLSIの電源分配回路モデル生成処理(S25)が行われ、LSIのパッケージを含めた電源分配回路の等価回路モデルが生成される。ここでは、部品データベース内に電源分配回路及びパッケージモデルが用意されていたとし、既にこの情報が入力されているので、特に何も処理は行われないとする。もし、LSI内の電源配線等が、図13(b)における基板配線のような情報で記述されていたとしたら、等価回路モデル生成手段(9)内に備えられたフィールドソルバによるソルバ処理により、等価回路モデルが生成される必要がある。   Next, LSI admittance model generation processing (S24) in FIG. 11 is performed, and an LSI equivalent admittance model is generated. Here, it is assumed that the method described in Patent Document 3 is applied and the equivalent internal capacitance of the obtained circuit is collected by a technique. Next, an LSI power distribution circuit model generation process (S25) in FIG. 11 is performed to generate an equivalent circuit model of the power distribution circuit including the LSI package. Here, it is assumed that the power distribution circuit and the package model are prepared in the component database, and since this information has already been input, no particular processing is performed. If the power supply wiring or the like in the LSI is described by information such as the board wiring in FIG. 13B, the equivalent is obtained by the solver processing by the field solver provided in the equivalent circuit model generation means (9). A circuit model needs to be generated.

次に、図11におけるモデル結合処理(S26)が実行され、LSIの動作部分モデル、等価アドミタンスモデル、及び電源分配回路モデルが結合され、LSI等価回路モデルが、図4に示す等価回路モデル生成手段(9)内で作成される。   Next, the model combination process (S26) in FIG. 11 is executed, the LSI operation partial model, the equivalent admittance model, and the power distribution circuit model are combined, and the LSI equivalent circuit model is equivalent to the equivalent circuit model generating means shown in FIG. Created in (9).

次に、図9に示す電源系等価回路モデル生成処理(S17)が、図4に示す等価回路モデル生成手段(9)内で行われる。生成された基板等価回路モデルとLSI等価回路モデルが、図23に示すPCB上のLSIの位置を反映して結合され、求めるべきPCBの等価回路モデルが、図4に示す等価回路モデル生成手段(9)内で作成される。   Next, the power system equivalent circuit model generation process (S17) shown in FIG. 9 is performed in the equivalent circuit model generation means (9) shown in FIG. The generated board equivalent circuit model and LSI equivalent circuit model are combined to reflect the position of the LSI on the PCB shown in FIG. 23, and the equivalent circuit model of the PCB to be obtained is equivalent circuit model generating means ( 9).

図24が、図23の等価回路モデルの一例である。直流電源の等価回路モデル(R=600[mΩ]、L=2.45[nH]が直列に接続されるV=3.3[V]の直流電源)(93)、チップコンデンサ(4個)の等価回路モデル(R=400[mΩ]、L=2.60[nH]が直列に接続されるC=0.1[μF]の素子モデル)(94)、及びLSI等価回路モデル(92)が、1[mm]×1[mm]で分割された基板等価回路モデル(91)上に接続された構成になっている。   FIG. 24 is an example of the equivalent circuit model of FIG. DC power supply equivalent circuit model (R = 600 [mΩ], L = 2.45 [nH] connected in series V = 3.3 [V] DC power supply) (93), chip capacitor (4) Equivalent circuit model (R = 400 [mΩ], L = 2.60 [nH] element model of C = 0.1 [μF] connected in series) (94), and LSI equivalent circuit model (92) Are connected to the board equivalent circuit model (91) divided by 1 [mm] × 1 [mm].

また、LSIのパッケージモデル(99)は、図24に示したようにLCRのラダー回路で表現された形になっており、LPKG=0.479[nH]、RPKG=0.366[mΩ]、CPKG=12.96[pF]である。また、電源分配回路のモデル(98)は、10[Ω]の直列抵抗が電源側とグランド側にそれぞれ存在する構造であり、等価アドミタンスモデル(97)は、3000[pF]の容量に2.0[mΩ]の抵抗が直列に接続されたモデルになっている。また動作部分モデル(96)は、図に示したような電流波形が24[MHz]周期で繰り返し流れるというモデルとなっている。 Further, the LSI package model (99) has a form expressed by an LCR ladder circuit as shown in FIG. 24, and L PKG = 0.479 [nH], R PKG = 0.366 [mΩ]. ], C PKG = 12.96 [pF]. The power distribution circuit model (98) has a structure in which a series resistance of 10 [Ω] exists on the power supply side and the ground side, and the equivalent admittance model (97) has a capacitance of 3000 [pF] with a capacitance of 2. This is a model in which a resistance of 0 [mΩ] is connected in series. The motion part model (96) is a model in which a current waveform as shown in the figure repeatedly flows at a cycle of 24 [MHz].

次に、図7に示す回路解析処理(S9)が、図4に示す演算手段(10)内で実行される。ここで、先の回路設計情報入力処理(S1)で、電源ノイズ条件は観測点における電圧の時間変動特性の判定条件とされている為、自動的に求められる特性は、図23のPCBの観測点(85)における電圧の時間変動特性となる。そこで、先の処理で生成されている図24に示される等価回路モデルを用いて、図4の演算手段(10)内に備えられた回路解析エンジンにより過渡解析され、観測点における電圧の時間変動特性が導出される。得られた電圧変動特性は図26に示される時間波形になる。   Next, the circuit analysis process (S9) shown in FIG. 7 is executed in the arithmetic means (10) shown in FIG. Here, in the previous circuit design information input process (S1), since the power supply noise condition is the determination condition of the time variation characteristic of the voltage at the observation point, the automatically obtained characteristic is the PCB observation in FIG. It becomes the time variation characteristic of the voltage at the point (85). Therefore, using the equivalent circuit model shown in FIG. 24 generated in the previous processing, a transient analysis is performed by the circuit analysis engine provided in the calculation means (10) of FIG. Characteristics are derived. The obtained voltage fluctuation characteristic has a time waveform shown in FIG.

次に、図7に示す電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)、及び判定処理(S4)が、図4に示す電源ノイズ条件判定手段(3)内で実行される。ここで、図4に示す判定基準データベース(4)より入力された電源ノイズ条件と解析された電源ノイズ特性を比較し、電源ノイズ特性が判定基準を満たすかどうかを判定する。ここで電源ノイズ条件は、下限電圧閾値 Vth=3.069[V](7%の電圧降下)であったとし、電圧の時間変動特性が一瞬でもこの閾値より下回ったら判定基準を満たさないとする。図26にはVthの特性も併記してあるが、この図より、等価回路モデルを用いた過渡解析により導出された電圧の時間変動特性は、常にVthより大きくなっている為、判定基準が満たされていると判定される。   Next, comparison processing (S3) and determination processing (S4) between the power supply noise characteristic and the determination criterion shown in FIG. 7 are executed in the power supply noise condition determination means (3) shown in FIG. Here, the power supply noise condition input from the determination criterion database (4) shown in FIG. 4 is compared with the analyzed power supply noise characteristic to determine whether the power supply noise characteristic satisfies the determination criterion. Here, it is assumed that the power supply noise condition is the lower limit voltage threshold Vth = 3.069 [V] (7% voltage drop), and the determination criterion is not satisfied if the time variation characteristic of the voltage falls below this threshold even for a moment. . Although the Vth characteristic is also shown in FIG. 26, the time variation characteristic of the voltage derived by the transient analysis using the equivalent circuit model is always larger than Vth, and therefore the criterion is satisfied. It is determined that

次に、図7における追加内部容量と判定基準との比較処理(S6)が行われる。ここでの判定基準である搭載容量条件であるが、これはLSIデータベース内のLSIの容量搭載可能面積と、容量セルの面積の情報から自動的に決定される量であるとする。しかし今回においては、先の処理において、LSI内に容量を追加しなくても電源ノイズ条件を満たしているため、追加内部容量は0である。従って、自動的に搭載容量条件を満たしていることになる。   Next, a comparison process (S6) between the additional internal capacity and the determination criterion in FIG. 7 is performed. Here, it is assumed that the mounting capacity condition which is the determination criterion is an amount automatically determined from information on the capacity mounting area of the LSI in the LSI database and the area of the capacity cell. However, in this case, in the previous process, the power supply noise condition is satisfied without adding a capacitor in the LSI, so the additional internal capacitance is zero. Therefore, the mounting capacity condition is automatically satisfied.

次に、図7における結果出力処理(S7)が行われ、電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)及び判定処理(S4)における判定結果(電源ノイズ条件を満たす)及び追加内部容量と判定基準との比較処理(S6)における判定結果(搭載容量条件を満たす)が、図4の出力装置(7)に出力され、一連の処理が終了する。ここでは同時に、図24に記述されたPCBの等価回路モデル、及びそのモデルを使用した解析比較結果である図26に示された特性が出力されても良い。   Next, the result output process (S7) in FIG. 7 is performed, the comparison result (S3) between the power supply noise characteristic and the determination criterion, the determination result (the power supply noise condition is satisfied) in the determination process (S4), and the additional internal capacity The determination result in the comparison process (S6) with the determination criterion (satisfying the mounting capacity condition) is output to the output device (7) in FIG. 4, and the series of processes ends. Here, at the same time, the equivalent circuit model of the PCB described in FIG. 24 and the characteristics shown in FIG. 26 that are the results of analysis comparison using the model may be output.

また、同時に、図7におけるCADデータへの結果出力処理(S101)が行われ、図4の記憶装置(13)内のCADデータ(15)の記述が変更されるとする。ここでは、CADデータ内の基板電源配線に、電源ノイズ条件を満たすというメッセージが書き込まれ、図23のCADデータが図示された際、基板電源配線の色が例えば水色に変化して、電源ノイズ条件を満たすということがすぐ判るようになる。以上の処理により、図23に示されたPCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかが自動的に判定される。
(第2実施例)
次に、先程の例と良く似た別の実施例を用いて本発明の動作を説明する。
At the same time, a result output process (S101) to CAD data in FIG. 7 is performed, and the description of the CAD data (15) in the storage device (13) in FIG. 4 is changed. Here, a message that the power supply noise condition is satisfied is written in the substrate power supply wiring in the CAD data, and when the CAD data in FIG. 23 is illustrated, the color of the substrate power supply wiring changes to, for example, light blue, and the power supply noise condition You will soon see that Through the above processing, it is automatically determined whether or not the PCB power supply circuit shown in FIG. 23 is designed to be stable against noise.
(Second embodiment)
Next, the operation of the present invention will be described using another embodiment that is very similar to the previous example.

今回の例では、先の実施例と同様に図23のPCBを、図4に示される第4の実施の形態に記述されたシステムを用いて、電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかを自動的に判定する。このとき電源ノイズ条件は先の例とは異なり、下限電圧閾値 Vth=3.135[V](5%の電圧降下)であったとし、電圧の時間変動特性が一瞬でもこの閾値より下回ったら判定基準を満たさない、という条件であったとする。その場合には、判定結果が変更される為、本システムを使用した場合、一部別の処理が行われ、別の結果が出力されることになる。   In this example, whether the power supply circuit is designed to be stable against noise using the PCB shown in FIG. 23 as in the previous example and the system described in the fourth embodiment shown in FIG. Automatically determine whether. At this time, the power supply noise condition is different from the previous example, and it is assumed that the lower limit voltage threshold Vth = 3.135 [V] (5% voltage drop). It is assumed that the condition is that the standard is not satisfied. In this case, since the determination result is changed, when this system is used, a part of different processing is performed and another result is output.

先ず、図7における回路設計情報入力処理(S1)、等価回路モデル生成処理(S8)、回路解析処理(S9)の各処理が続けて行われる。これらの処理の内容は、先述の実施例のものと全く同じものである。   First, the circuit design information input process (S1), equivalent circuit model generation process (S8), and circuit analysis process (S9) in FIG. 7 are successively performed. The contents of these processes are exactly the same as those in the previous embodiment.

次に、図7に示す電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)、及び判定処理(S4)が、図4に示す電源ノイズ条件判定手段(3)内で実行され、図4に示す判定基準データベース(4)より入力された電源ノイズ条件と解析された電源ノイズ特性を比較し、電源ノイズ特性が判定基準を満たすかどうかを判定する。ここで電源ノイズ条件は先程の例と異なり、Vth=3.135[V]となっている。図27に、等価回路モデルを用いた過渡解析により導出された電圧の時間変動特性と、Vthの特性とを併記しているが、電圧の時間変動特性において、電圧がVthを下回る時間が存在している為、判定基準が満たされていないと判定される。   Next, the comparison process (S3) and the determination process (S4) between the power supply noise characteristic and the determination criterion shown in FIG. 7 are executed in the power supply noise condition determination means (3) shown in FIG. 4, and shown in FIG. The power supply noise condition input from the determination criterion database (4) is compared with the analyzed power supply noise characteristic to determine whether the power supply noise characteristic satisfies the determination criterion. Here, the power supply noise condition is Vth = 3.135 [V] unlike the previous example. FIG. 27 shows both the time variation characteristic of the voltage derived by the transient analysis using the equivalent circuit model and the Vth characteristic. In the time variation characteristic of the voltage, there is a time when the voltage falls below Vth. Therefore, it is determined that the criterion is not satisfied.

次に、判定処理(S4)により、判定基準が満たされていないと判定された為、図7の容量モデル追加処理(S10)が、図4に示す容量追加手段(11)内で実行される。ここでは、判定基準データベース(4)内に、“電源ノイズ条件を満たさない場合、LSI内部に容量セルを500[pF]分ずつ追加する”という変更指針が用意されているとし、その指針に従い、容量セルを500[pF]分追加することにする。ここでは、具体的には、入力されたLSIデータベースの中に、容量セル500[pF]分の等価回路モデルが用意されており、そのモデルを先述した処理にて作成されたLSI等価回路モデル内に追加することで、内部容量の追加されたLSI等価回路モデルを作成する。この処理は、図11における内部容量モデル追加処理(S27)である。   Next, since it is determined in the determination process (S4) that the determination criterion is not satisfied, the capacity model addition process (S10) in FIG. 7 is executed in the capacity addition means (11) shown in FIG. . Here, it is assumed that a change guideline “add capacity cells by 500 [pF] each inside the LSI when the power supply noise condition is not satisfied” is prepared in the criterion database (4). The capacity cell is added by 500 [pF]. Specifically, an equivalent circuit model for the capacity cell 500 [pF] is prepared in the input LSI database, and the model is included in the LSI equivalent circuit model created by the processing described above. As a result, an LSI equivalent circuit model with internal capacitance added is created. This process is an internal capacity model addition process (S27) in FIG.

そして再度、図7における等価回路モデル生成処理(S8)に戻り、容量モデルを追加したLSI等価回路モデルを用いて電源系等価回路モデルを生成する。そして、再び図7の回路解析処理(S9)、電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)及び判定処理(S4)を行なう。この判定処理(S4)により再び判定基準を満たさないと判定された場合、変更指針に従い、図7の容量モデル追加処理(S10)で再度500[pF]分の容量セルを追加するという処理が行われ、再度図7の等価回路モデル生成処理(S8)に戻るという繰り返し処理が行われる。   Then, the process returns to the equivalent circuit model generation process (S8) in FIG. 7 again, and a power system equivalent circuit model is generated using the LSI equivalent circuit model to which the capacitance model is added. Then, the circuit analysis process (S9), the comparison process (S3) between the power supply noise characteristic and the determination criterion, and the determination process (S4) are performed again. When it is determined that the determination criterion is not satisfied again by this determination process (S4), a process of adding a capacity cell for 500 [pF] again in the capacity model addition process (S10) of FIG. Then, an iterative process of returning to the equivalent circuit model generation process (S8) of FIG. 7 is performed again.

一方、判定処理(S4)により判定基準を満たすと判定された場合、追加した容量の情報を得て、次の処理に進む。この回路では実際、容量セルを2500[pF]分追加した場合(判定処理(S4)で4回判定基準を満たさなかった場合)に、図28に示したような電圧の時間変動特性が得られ、併記したVthの特性を常に満たしているため、判定基準が満たされていると判断され、次の処理に進む。また、このときの電源系等価回路モデルは、図25に示したような構造になっている。参考の為、容量セルが2000[pF]分追加された場合の電圧の時間変動特性を図29に示すが、このときの電圧の時間変動特性において、電圧がVthを下回る時間が存在している為、やはりVth=3.135[V]の場合においては、判定基準を満たしておらず、再度容量セルを500[pF]分追加して、図28のような電圧の時間変動特性が得られるまで操作は繰り返されることになる。   On the other hand, when it is determined in the determination process (S4) that the determination criterion is satisfied, information on the added capacity is obtained and the process proceeds to the next process. In actuality, in this circuit, when the capacity cell is added by 2500 [pF] (when the determination criterion (S4) does not satisfy the determination criterion four times), the time variation characteristic of the voltage as shown in FIG. 28 is obtained. Since the written Vth characteristic is always satisfied, it is determined that the determination criterion is satisfied, and the process proceeds to the next process. Further, the power system equivalent circuit model at this time has a structure as shown in FIG. For reference, the time variation characteristic of the voltage when the capacity cell is added by 2000 [pF] is shown in FIG. 29. In the time variation characteristic of the voltage at this time, there is a time when the voltage is lower than Vth. Therefore, in the case of Vth = 3.135 [V], the determination criterion is not satisfied, and the capacity cell is added again by 500 [pF], and the time variation characteristic of the voltage as shown in FIG. 28 is obtained. The operation will be repeated.

判定処理(S4)により、判定基準が満たされた場合、追加内部容量と判定基準との比較処理(S6)が、図4における搭載容量条件判定手段(6)内で行われる。ここで、図4に示す判定基準データベース(4)より入力された搭載容量条件と、電源ノイズ条件を満たす為に必要な追加内部容量とを比較する。ここで搭載容量条件は、LSIデータベース内にあるレイアウト情報の中の、LSIチップ内部に容量セルを搭載可能な領域の面積と、容量セルの面積から導出され、ここでは2000[pF]分であったとする。ここで、追加する容量セルが決まっていれば、レイアウト情報から算出するのではなく、最初から与えられたLSIのチップ毎に、搭載容量条件が具体的な容量値で与えられていても良い。先の処理で、容量セルは2500[pF]分追加しなくては図28に示すような電源ノイズ条件を満たす電圧の時間変動特性を得られないので、搭載容量条件を満たしていない、と判定される。   When the determination criterion is satisfied by the determination processing (S4), the comparison processing (S6) between the additional internal capacity and the determination criterion is performed in the mounted capacity condition determination means (6) in FIG. Here, the mounted capacity condition input from the determination criterion database (4) shown in FIG. 4 is compared with the additional internal capacity necessary to satisfy the power supply noise condition. Here, the mounting capacity condition is derived from the area of the area in which the capacity cell can be mounted in the LSI chip and the area of the capacity cell in the layout information in the LSI database, and here is 2000 [pF]. Suppose. Here, if the capacity cell to be added is determined, the mounting capacity condition may be given by a specific capacity value for each LSI chip given from the beginning, instead of calculating from the layout information. In the previous process, the capacity cell must be added by 2500 [pF], so that the time variation characteristic of the voltage satisfying the power supply noise condition as shown in FIG. 28 cannot be obtained, so it is determined that the mounting capacity condition is not satisfied. Is done.

次に、図7における結果出力処理(S7)が行われ、電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)及び判定処理(S4)における判定結果(容量セルを追加しない場合電源ノイズ条件を満たさず、2500[pF]分容量セルを追加すれば電源ノイズ条件を満たす)、内部容量と判定基準との比較処理(S6)における判定結果(搭載容量条件を満たさない)が、図4の出力装置(7)に出力され、一連の処理が終了する。ここでは同時に、図24及び図25に記述されたPCBの等価回路モデル、及びそのモデルを使用した解析比較結果である図28に示されたような特性が出力されても良い。また同時に、図7におけるCADデータへの結果出力処理(S101)が行われ、図4の記憶装置(13)内のCADデータ(15)の記述が変更される。ここでは、CADデータ内の基板電源配線に、電源ノイズ条件は現状のままでは満たされないというメッセージが書き込まれ、図23のCADデータが図示された際、基板電源配線の色が例えば赤色に変化して、対策を行わなければ電源ノイズ条件を満たされないということがすぐ判るようになる。   Next, the result output process (S7) in FIG. 7 is performed, and the determination result in the comparison process (S3) between the power supply noise characteristic and the determination criterion and the determination process (S4) (the power supply noise condition is satisfied when no capacity cell is added) In addition, if a 2500 [pF] capacity cell is added, the power supply noise condition is satisfied), and the determination result in the comparison process (S6) between the internal capacitance and the determination criterion (the mounted capacity condition is not satisfied) is shown in FIG. (7) is output, and a series of processing ends. Here, at the same time, the equivalent circuit model of the PCB described in FIG. 24 and FIG. 25 and the characteristics as shown in FIG. 28 which are the results of analysis comparison using the model may be output. At the same time, a result output process (S101) to CAD data in FIG. 7 is performed, and the description of the CAD data (15) in the storage device (13) in FIG. 4 is changed. Here, a message that the power supply noise condition is not satisfied as it is is written in the substrate power supply wiring in the CAD data, and when the CAD data in FIG. 23 is shown, the color of the substrate power supply wiring changes to, for example, red. As a result, it can be immediately understood that the power supply noise condition cannot be satisfied unless measures are taken.

また、同時に、図7におけるLSI設計情報への結果出力処理(S102)が行われ、図4の記憶装置(13)内のLSIの設計情報(14)の記述が変更される。ここでは、“電源回路をノイズに対し安定にするには2500[pF]分の容量セルを追加する必要があるが、搭載容量条件を満たさない為、容量セルをLSI内部に追加する処理では、電源回路をノイズに対し安定にすることは出来ない”といったメッセージが書き込まれる。また、その結果を反映し、図23のCADデータが図示された際、LSIが表示される部分の色を、例えば紫色にすることによって、このLSIチップは搭載容量条件を満たしていない、ということがすぐ判るようになる。以上の処理により、図23に示されたPCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうか、及びLSIチップ内に容量セルを追加することで、ノイズに対し安定に設計し直すことが可能かどうか自動的に判定される。   At the same time, a result output process (S102) to the LSI design information in FIG. 7 is performed, and the description of the LSI design information (14) in the storage device (13) in FIG. 4 is changed. Here, in order to stabilize the power supply circuit against noise, it is necessary to add a capacity cell of 2500 [pF]. However, since the mounting capacity condition is not satisfied, in the process of adding the capacity cell inside the LSI, The message “The power circuit cannot be stabilized against noise” is written. Further, reflecting the result, when the CAD data of FIG. 23 is shown, the color of the portion where the LSI is displayed is made purple, for example, so that the LSI chip does not satisfy the mounting capacity condition. Can be understood immediately. Through the above processing, whether or not the power supply circuit of the PCB shown in FIG. 23 is designed to be stable against noise can be redesigned stably against noise by adding a capacity cell in the LSI chip. It is automatically determined whether it is possible.

このように変更指針に従い、LSIに内部容量を追加する変更を行っても電源ノイズ条件において判定基準を満たさなかった場合にも、次の変更指針が用意されており、判定基準を満たすまで回路構造の変更を行わせることで、自動的にノイズに対し安定に設計されたPCBの電源回路の構造を得ることが可能になり、同時に搭載されているLSIチップにおいて、その構造が実現が出来るかどうかも自動的に判定することが可能になる。なお、変更指針は1種類でなくても良く、「電源ノイズ条件を満たさなかった場合、容量セルをLSI内部に250[pF]分追加する。   In this way, even if a change that adds internal capacitance to an LSI is performed according to the change guideline, the following change guideline is prepared even if the determination criterion is not satisfied in the power supply noise condition, and the circuit structure is maintained until the determination criterion is satisfied. This makes it possible to obtain a PCB power circuit structure that is automatically designed to be stable against noise, and whether the structure can be realized in the LSI chip that is mounted at the same time. Can also be automatically determined. It should be noted that the change guideline need not be one type. “If the power supply noise condition is not satisfied, a capacity cell is added by 250 [pF] inside the LSI.

それでも電源ノイズ条件を満たさなかった場合、容量セルをLSI内部に更に500[pF]分追加する。それでも・・・」といった様に、段階毎に別の変更指針を与えることも可能である。   If the power supply noise condition is still not satisfied, a capacity cell is added by 500 [pF] inside the LSI. However, it is possible to give different change guidelines for each stage.

また、LSI内に容量セルを追加するという対策では電源ノイズ条件を満たすことが出来ない、という結果を受けることは、PCBにおいて別の対策を行なう必要があるという結果を得ることにもつながるので、LSIのパッケージを変更する、またはPCBの電源−GND間にさらにチップコンデンサを設置する等の、LSI内に容量セルを追加する方法以外でPCBの構造を変更する必要がある、という指針を導出する、という用途にも使用可能である。   In addition, receiving the result that the power supply noise condition cannot be satisfied by the countermeasure of adding the capacity cell in the LSI leads to the result that another countermeasure needs to be taken in the PCB. Deriving a guideline that the PCB structure needs to be changed other than by adding capacity cells in the LSI, such as changing the LSI package or installing a chip capacitor between the PCB power supply and GND. It can also be used for the purpose of.

さらにLSIベンダーが、提供するLSIに予め対策しておく為に、本発明のシステムを使用するような場合、ユーザーがどのようなPCBにLSIを実装するかどうかが定かでない場合が存在する。そのような場合には、過去のPCBのデータや標準的なPCBのデータを代用品として使用することで対応すれば良い。ここで標準的なPCBとしては、そのLSIの動作用途である機器内に実装される基板の代表的なものなどが考えられ、例えばPCにおけるマザーボード等があげられる。   Furthermore, when the LSI vendor uses the system of the present invention in advance to take measures against the LSI to be provided, there is a case where it is not certain which PCB the user will mount the LSI on. In such a case, past PCB data or standard PCB data may be used as a substitute. Here, as a standard PCB, a typical one mounted on a device that is an operation application of the LSI can be considered, for example, a mother board in a PC.

これらは、寸法がほぼ確定しており、メモリ等の他のICの数や実装されているチップコンデンサの数等も推測が容易であるので、このようなPCBのデータを用いれば、電源ノイズ条件はそれほど変化しないと推測される。また本システムを利用して、様々なPCBにLSIを実装して判定を行なうことにより、LSIベンダーからユーザーに対し、逆にどのようなPCBの構造で使用することにより、LSIはノイズに対し安定に動作する、といったルールを提案することにも使用可能である。例えば、「LSIの一辺から10mm以内に0.1μFのチップコンデンサを10個配置する」等のルールの提供を行なうことが可能になる。   Since these dimensions are almost fixed and the number of other ICs such as memories and the number of mounted chip capacitors can be easily estimated, if such PCB data is used, the power noise condition Is not expected to change much. Also, using this system, LSIs are mounted on various PCBs and judgments are made, so that LSIs can be used by LSI vendors and users can be used in any PCB structure. It can also be used to propose rules such as For example, it is possible to provide a rule such as “arrange 10 chip capacitors of 0.1 μF within 10 mm from one side of an LSI”.

さらに、対策の指針を導出する為、搭載容量条件、電源ノイズ条件をそれぞれ変更していき、それぞれの結果で判断するといった用途にも使用出来る。例えば、搭載容量条件が容量セル500[pF]分しかないとき、電源ノイズ条件としてVthの値をいくらにすれば判定条件を満たすのか、といった条件は、本システムにおいて搭載容量条件を一定にし、Vthの値を細かく振っていき、それぞれの値のときに本システムを実行させ、それぞれのVthのときの結果を得て、それぞれの結果を比較することによって導出可能である。
(第3実施例)
次に、他の実施例について説明する。この場合のシステムとしては、図5に示される第5の実施の形態に記述されたものを用いる。
Furthermore, in order to derive a guideline for countermeasures, it can be used for purposes such as changing the mounting capacity condition and the power supply noise condition, and judging each result. For example, when the mounting capacity condition is only the capacity cell 500 [pF], the condition that the determination condition is satisfied if the value of Vth is set as the power supply noise condition is that the mounting capacity condition is constant in this system, and Vth This value can be derived by finely swaying the value of, causing the system to execute at each value, obtaining the result at each Vth, and comparing the results.
(Third embodiment)
Next, another embodiment will be described. As the system in this case, the system described in the fifth embodiment shown in FIG. 5 is used.

先ず用意するPCBのデータとしては、先の例と同様に、図23に示したものを用いる。このPCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうか判定し、安定でなかった場合は安定になるよう、本発明のシステムを用いてPCBの電源回路構造の変更を行う。   As the PCB data to be prepared, the data shown in FIG. 23 is used as in the previous example. It is determined whether or not the PCB power circuit is designed to be stable against noise, and if it is not stable, the PCB power circuit structure is changed using the system of the present invention so as to be stable.

先ず、図8における回路設計情報入力処理(S1)が行われる。ここでは、入力装置(1)から入力情報を取り込むという信号を発生させ、記憶装置(13)内に記憶されたCADデータと部品データベース(15)から、図23に示されるPCBのCADデータ及び実装されている部品の等価回路を含んだデータが入力される。このCADデータと連動し、同時に記憶装置(13)内に記憶されたLSI設計情報とLSIデータベース(14)から、実装されているLSIの全回路設計情報を含んだ設計情報、LSIのレイアウト情報、LSIを構成している部品やパッケージの等価回路、及び追加される容量セルのレイアウトデータと等価回路モデル等を含んだデータが入力される。   First, the circuit design information input process (S1) in FIG. 8 is performed. Here, a signal for capturing input information from the input device (1) is generated, and the CAD data and mounting of the PCB shown in FIG. 23 are obtained from the CAD data and the component database (15) stored in the storage device (13). The data including the equivalent circuit of the component being input is input. In conjunction with this CAD data, simultaneously from the LSI design information stored in the storage device (13) and the LSI database (14), design information including all circuit design information of the mounted LSI, LSI layout information, Data including the equivalent circuit of the components and packages constituting the LSI, the layout data of the added capacity cell, the equivalent circuit model, and the like are input.

また、同時に、記憶装置(13)内に記憶された判定基準データベース(4)から、図23に示されるPCBにおける電源ノイズ条件が入力される。この電源ノイズ条件には、観測点の情報とその箇所での電圧の時間変動特性の判定条件が含まれているとし、観測点は図23に示したように、LSIの直下の点であるとする。この処理が図7の回路設計情報入力処理(S1)に相当する。また、この処理は、図9におけるS13及びS15に相当し、厳密に説明すると、CADデータの入力は図10のS103、部品データベースの入力は図10のS104、LSI設計情報とデータの入力は図11のS105の各処理に相当する。   At the same time, the power supply noise condition in the PCB shown in FIG. 23 is input from the determination reference database (4) stored in the storage device (13). It is assumed that the power supply noise condition includes information on the observation point and a condition for determining the time variation characteristic of the voltage at that point, and the observation point is a point immediately below the LSI as shown in FIG. To do. This process corresponds to the circuit design information input process (S1) of FIG. This process corresponds to S13 and S15 in FIG. 9. Strictly speaking, the CAD data is input in S103 in FIG. 10, the parts database is input in S104 in FIG. 10, and the LSI design information and data are input in FIG. 11 corresponds to each process of S105.

次に、図8における等価回路モデル生成処理(S8)が行われる。先ず、図9に示すS13、S14の一連の処理である、基板等価回路モデルの作成処理が図5に示す等価回路モデル生成手段(9)内で行われる。既に基板情報入力処理(S13)、または図10における基板構造情報の入力処理(S18)は、CADデータの入力処理(S103)としてなされている。その次のステップとして、基板等価回路モデル生成処理(S14)が行われる。この処理において、図10におけるソルバ処理(S19)が、図5に示す等価回路モデル生成手段(9)内に備えられたフィールドソルバを用いて実行される。   Next, an equivalent circuit model generation process (S8) in FIG. 8 is performed. First, a substrate equivalent circuit model creation process, which is a series of processes S13 and S14 shown in FIG. 9, is performed in the equivalent circuit model generation means (9) shown in FIG. The substrate information input processing (S13) or the substrate structure information input processing (S18) in FIG. 10 has already been performed as CAD data input processing (S103). As the next step, substrate equivalent circuit model generation processing (S14) is performed. In this process, the solver process (S19) in FIG. 10 is executed using the field solver provided in the equivalent circuit model generating means (9) shown in FIG.

ここで、フィールドソルバに入力される、PCBの基板構造の入力情報は、先の実施例でも述べたように、図13(a)または図13(b)に示されるような電源配線の形状、及び材料定数であり、CADデータからの入力処理(S103)により得られている。この例では、電源パターンは図13(a)に示すような層構造になっていて、図14(b)に示したようなメッシュ構造の等価回路モデルを作成する。また、”基板モデルのメッシュサイズは1[mm]×1[mm]とする”という情報が同時に入力され、それに従い基板の電源のメッシュモデルが生成される。また基板に実装された部品に関しての、部品データ入力処理(S20)もまた、部品データベースの入力処理(S104)としてなされている。   Here, as described in the previous embodiment, the input information of the PCB substrate structure input to the field solver is the shape of the power supply wiring as shown in FIG. 13 (a) or FIG. 13 (b). And the material constant, which are obtained by input processing from CAD data (S103). In this example, the power supply pattern has a layer structure as shown in FIG. 13A, and an equivalent circuit model having a mesh structure as shown in FIG. 14B is created. In addition, information that “the mesh size of the substrate model is 1 [mm] × 1 [mm]” is input at the same time, and a mesh model of the power supply of the substrate is generated accordingly. In addition, the component data input process (S20) for the component mounted on the board is also performed as the component database input process (S104).

次に、図10におけるモデル結合処理(S21)が実行され、生成されている基板モデルと実装されているLSI以外の部品のモデルが結合される。この例では、部品データベースからの入力処理(S104)にて入力された直流電源及びチップコンデンサのモデルが、CADデータ上で直流電源及びチップコンデンサが実装されている位置の基板のモデルに結合されるという処理が行われる。こうして、基板等価回路モデルが、図5に示す等価回路モデル生成手段(9)内で作成される。   Next, the model combining process (S21) in FIG. 10 is executed to combine the generated board model and the model of the component other than the mounted LSI. In this example, the DC power supply and chip capacitor model input in the input process (S104) from the component database is combined with the model of the substrate on the CAD data where the DC power supply and the chip capacitor are mounted. The process is performed. In this way, the board equivalent circuit model is created in the equivalent circuit model generating means (9) shown in FIG.

次に、図9に示すLSI等価回路モデル生成処理(S16)が、図5に示す等価回路モデル生成手段(9)内で行われる。既にLSI情報入力処理(S15)または図11におけるLSI設計情報及びLSIデータベース入力処理(S22)は、CADデータの入力に対応して図5の記憶装置(13)内からのLSI設計情報とLSIデータベースの自動入力処理(S105)としてなされている。   Next, the LSI equivalent circuit model generation process (S16) shown in FIG. 9 is performed in the equivalent circuit model generation means (9) shown in FIG. The LSI information input process (S15) or the LSI design information and LSI database input process (S22) in FIG. 11 has already been performed, and the LSI design information and the LSI database from the storage device (13) in FIG. Automatic input processing (S105).

次に、図11における動作部分モデル生成処理(S23)が行われ、入力されたLSI設計情報とLSIデータベースより、LSIの動作部分のモデルが生成される。ここでは、先の実施例と同様に、特許文献3に記述された手法で生成されたとする。ここで、24[MHz]でスイッチング動作を起こすLSIの電源端子を流れる電流を模示した動作部分モデルが生成されたとする。次に、図11におけるLSIのアドミタンスモデル生成処理(S24)が行われ、LSIの等価アドミタンスのモデルが生成される。   Next, an operation part model generation process (S23) in FIG. 11 is performed, and an LSI operation part model is generated from the input LSI design information and the LSI database. Here, it is assumed that it is generated by the method described in Patent Document 3 as in the previous embodiment. Here, it is assumed that an operation partial model is generated that illustrates a current flowing through a power supply terminal of an LSI that causes a switching operation at 24 [MHz]. Next, LSI admittance model generation processing (S24) in FIG. 11 is performed, and an LSI equivalent admittance model is generated.

次に、図11におけるLSIの電源分配回路モデル生成処理(S25)が行われ、LSIのパッケージを含めた電源分配回路の等価回路モデルが生成される。ここでは、先の実施例と同様に、部品データベース内に電源分配回路及びパッケージモデルが用意されていたとし、既にこの情報が入力されているので、特に何も処理は行われない。もし、LSI内の電源配線等が、図13(b)における基板配線のような情報で記述されていたとした場合には、先の実施例と同様に、等価回路モデル生成手段(9)内に備えられたフィールドソルバによるソルバ処理により、等価回路モデルが生成される必要がある。   Next, an LSI power distribution circuit model generation process (S25) in FIG. 11 is performed to generate an equivalent circuit model of the power distribution circuit including the LSI package. Here, as in the previous embodiment, it is assumed that the power distribution circuit and the package model are prepared in the component database, and since this information has already been input, no particular processing is performed. If the power supply wiring or the like in the LSI is described by information such as the board wiring in FIG. 13B, the equivalent circuit model generation means (9) has the same configuration as in the previous embodiment. An equivalent circuit model needs to be generated by solver processing using the provided field solver.

次に、図11におけるモデル結合処理(S26)が実行され、LSIの動作部分モデル、等価アドミタンスモデル、及び電源分配回路モデルが結合され、LSI等価回路モデルが、図5に示す等価回路モデル生成手段(9)内で作成される。   Next, the model combination process (S26) in FIG. 11 is executed, the LSI operation partial model, the equivalent admittance model, and the power distribution circuit model are combined, and the LSI equivalent circuit model is equivalent to the equivalent circuit model generating means shown in FIG. Created in (9).

次に、図10に示す電源系等価回路モデル生成処理(S17)が、図5に示す等価回路モデル生成手段(9)内で行われる。生成された基板等価回路モデルとLSI等価回路モデルが、図23に示すPCB上のLSIの位置を反映して結合され、図24に示した、求めるべきPCBの等価回路モデルが、図5に示す等価回路モデル生成手段(9)内で作成される。   Next, the power system equivalent circuit model generation process (S17) shown in FIG. 10 is performed in the equivalent circuit model generation means (9) shown in FIG. The generated board equivalent circuit model and LSI equivalent circuit model are combined to reflect the position of the LSI on the PCB shown in FIG. 23, and the equivalent circuit model of the PCB to be obtained shown in FIG. 24 is shown in FIG. It is created in the equivalent circuit model generation means (9).

次に、図8に示す回路解析処理(S9)が、図5に示す演算手段(10)内で実行される。ここで先の回路設計情報入力処理(S1)で、電源ノイズ条件は観測点における電圧の時間変動特性の判定条件とされている為、自動的に求められる特性は、図23のPCBの観測点(85)における電圧の時間変動特性となる。そこで、先の処理で生成されている図24に示される等価回路モデルを用いて、図5の演算手段(10)内に備えられた回路解析エンジンにより過渡解析され、観測点における図26に示される電圧の時間変動特性が導出される。   Next, the circuit analysis process (S9) shown in FIG. 8 is executed in the arithmetic means (10) shown in FIG. Here, in the previous circuit design information input process (S1), since the power supply noise condition is the determination condition of the time fluctuation characteristic of the voltage at the observation point, the automatically obtained characteristic is the observation point of the PCB in FIG. This is the time variation characteristic of the voltage in (85). Therefore, a transient analysis is performed by the circuit analysis engine provided in the arithmetic means (10) of FIG. 5 using the equivalent circuit model shown in FIG. 24 generated in the previous processing, and is shown in FIG. 26 at the observation point. The time variation characteristic of the voltage to be obtained is derived.

次に、図8に示す電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)、及び判定処理(S4)が、図5に示す電源ノイズ条件判定手段(3)内で実行される。ここで、図5に示す判定基準データベース(4)より入力された電源ノイズ条件と解析された電源ノイズ特性を比較し、電源ノイズ特性が判定基準を満たすかどうかを判定する。ここで、電源ノイズ条件は、下限電圧閾値 Vth=3.135[V](5%の電圧降下)であったとし、電圧の時間変動特性が一瞬でもこの閾値より下回ったら判定基準を満たさないとする。この場合、電圧の時間変動特性とVthの特性の関係は図27のようになり、この図より電圧の時間変動特性において、電圧がVthを下回る時間が存在している為、判定基準が満たされていないと判定される。   Next, a comparison process (S3) and a determination process (S4) between the power supply noise characteristic and the determination criterion shown in FIG. 8 are executed in the power supply noise condition determination means (3) shown in FIG. Here, the power supply noise condition input from the determination criterion database (4) shown in FIG. 5 is compared with the analyzed power supply noise characteristic to determine whether the power supply noise characteristic satisfies the determination criterion. Here, it is assumed that the power supply noise condition is the lower limit voltage threshold Vth = 3.135 [V] (5% voltage drop). If the time variation characteristic of the voltage falls below this threshold even for a moment, the determination criterion must be satisfied. To do. In this case, the relationship between the time variation characteristic of the voltage and the characteristic of Vth is as shown in FIG. 27. In this time variation characteristic of the voltage, since the time when the voltage falls below Vth exists, the determination criterion is satisfied. It is determined that it is not.

次に、判定処理(S4)により判定基準が満たされていないと判定された為、図8の容量モデル追加処理(S10)が、図5に示す容量追加手段(11)内で実行される。ここでは、判定基準データベース(4)内に、“電源ノイズ条件を満たさない場合、LSI内部に容量セルを500[pF]分ずつ追加する”という変更指針が用意されているとし、その指針に従い、容量セルを500[pF]分追加することにする。ここでは、先の実施例と同様に、入力されたLSIデータベースの中に、容量セル500[pF]分の等価回路モデルが用意されており、そのモデルを先述した処理にて作成されたLSI等価回路モデル内に追加することで、内部容量の追加されたLSI等価回路モデルを作成する。この処理は、図11における内部容量モデル追加処理(S27)である。   Next, since it is determined in the determination process (S4) that the determination criterion is not satisfied, the capacity model addition process (S10) in FIG. 8 is executed in the capacity addition means (11) shown in FIG. Here, it is assumed that a change guideline “add capacity cells by 500 [pF] each inside the LSI when the power supply noise condition is not satisfied” is prepared in the criterion database (4). The capacity cell is added by 500 [pF]. Here, as in the previous embodiment, an equivalent circuit model for the capacity cell 500 [pF] is prepared in the input LSI database, and the model is equivalent to the LSI equivalent created by the processing described above. By adding in the circuit model, an LSI equivalent circuit model to which internal capacitance is added is created. This process is an internal capacity model addition process (S27) in FIG.

そして、再度、図8における等価回路モデル生成処理(S8)に戻り、容量モデルを追加したLSI等価回路モデルを用いて電源系等価回路モデルを生成する。そして、再び図8の回路解析処理(S9)、電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)及び判定処理(S4)を行なう。この判定処理(S4)により再び判定基準を満たさないと判定された場合、変更指針に従い、図8の容量モデル追加処理(S10)で再度500[pF]分の容量セルを追加するという処理が行われ、再度図8の等価回路モデル生成処理(S8)に戻るという繰り返し処理が行われる。   Then, the process returns to the equivalent circuit model generation process (S8) in FIG. 8 again, and a power system equivalent circuit model is generated using the LSI equivalent circuit model to which the capacitance model is added. Then, the circuit analysis process (S9), the comparison process (S3) between the power supply noise characteristic and the determination criterion, and the determination process (S4) are performed again. When it is determined that the determination criterion is not satisfied again by this determination process (S4), a process of adding a capacity cell for 500 [pF] again in the capacity model addition process (S10) of FIG. Then, an iterative process of returning to the equivalent circuit model generation process (S8) of FIG. 8 is performed again.

一方、判定処理(S4)により判定基準を満たすと判定された場合、追加した容量の情報を得て、次の処理に進む。この回路では、容量セルを2500[pF]分追加した場合(判定処理(S4)で4回判定基準を満たさなかった場合)に、図28に示したような電圧の時間変動特性が得られ、併記したVthの特性を常に満たしているため、判定基準が満たされていると判断され、次の処理に進むことになり、そのときの電源系等価回路モデルは、図25に示したような構造になっている。   On the other hand, when it is determined in the determination process (S4) that the determination criterion is satisfied, information on the added capacity is obtained and the process proceeds to the next process. In this circuit, when the capacity cell is added by 2500 [pF] (when the determination criterion (S4) does not satisfy the determination criterion four times), the time variation characteristic of the voltage as shown in FIG. 28 is obtained. Since the written Vth characteristic is always satisfied, it is determined that the determination criterion is satisfied, and the process proceeds to the next process. The power system equivalent circuit model at that time has a structure as shown in FIG. It has become.

次に、電源ノイズ条件との判定処理(S4)により判定基準が満たされていると判定された場合、追加内部容量と判定基準との比較処理(S6)、及び判定処理(S11)が、図5における搭載容量条件判定手段(6)内で行われる。ここで、図5に示す判定基準データベース(4)より入力された搭載容量条件と、電源ノイズ条件を満たす為に必要な追加内部容量とを比較する。ここで搭載容量条件は、先の実施例と同様に、容量セル2000[pF]分まで追加出来る、というものが与えられているとする。先の処理で、容量セルは2500[pF]分追加しなくては図28に示すような電源ノイズ条件を満たす電圧の時間変動特性を得られないので、搭載容量条件を満たしていない、と判定される。   Next, when it is determined that the determination criterion is satisfied by the determination processing (S4) with the power supply noise condition, the comparison processing (S6) between the additional internal capacity and the determination criterion and the determination processing (S11) are illustrated in FIG. 5 is performed in the mounting capacity condition determination means (6). Here, the mounted capacity condition input from the determination criterion database (4) shown in FIG. 5 is compared with the additional internal capacity necessary to satisfy the power supply noise condition. Here, it is assumed that the mounting capacity condition is that the capacity cell can be added up to 2000 [pF] as in the previous embodiment. In the previous process, the capacity cell must be added by 2500 [pF], so that the time variation characteristic of the voltage satisfying the power supply noise condition as shown in FIG. 28 cannot be obtained, so it is determined that the mounting capacity condition is not satisfied. Is done.

次に、搭載容量条件との判定処理(S11)により判定基準が満たされていない、と判定されているので、図8におけるチップサイズ変更処理(S12)が、図5におけるチップサイズ変更手段(12)内で実行される。具体的には、入力されているLSIのデータベース内のLSIチップを、搭載容量条件がより大きいものに変更する、という操作が行われる。ここでは、“搭載容量条件を満たさなかった場合、搭載容量条件が容量セル500[pF]分大きいものにLSIチップを変更する”という変更指針が図5の判定基準データベース(4)内に、その場合に変更するLSIチップの情報がLSIデータベース(14)内に、それぞれ用意してあるとする。   Next, since it is determined that the determination criterion is not satisfied by the determination process (S11) with the mounting capacity condition, the chip size changing process (S12) in FIG. ) Is executed. Specifically, an operation of changing the LSI chip in the input LSI database to one having a larger mounting capacity condition is performed. Here, a change guideline “if the mounting capacity condition is not satisfied, the LSI chip is changed to one whose mounting capacity condition is larger by the capacity cell 500 [pF]” is shown in the criterion database (4) of FIG. It is assumed that the LSI chip information to be changed in each case is prepared in the LSI database (14).

そこで、先ず、図12におけるチップ変更処理(S28)が行われ、現在のLSIチップを、搭載容量条件が容量セル2500(2000+500)[pF]分であるLSIチップに変更するという処理が行われる。次に、図12におけるチップ構成情報変更処理(S29)が行われ、LSIチップの内部構成、レイアウト情報等のデータベースが、変更されたチップのものに変更される。このチップ変更処理(S28)及びチップ構成情報変更処理(S29)は、図5のLSI設計情報及びLSIデータベース(14)から自動的にデータのやり取りを行なうという処理がされても良く、この処理は、図12のS108に相当している。この一連の処理で、PCBの電源回路に実装されているLSIは、他の動作状態は変更されていないが、搭載容量条件が容量セル2500[pF]分であるものに変更されることになる。   Therefore, first, a chip change process (S28) in FIG. 12 is performed, and a process of changing the current LSI chip to an LSI chip whose mounting capacity condition is for the capacity cell 2500 (2000 + 500) [pF] is performed. Next, the chip configuration information change process (S29) in FIG. 12 is performed, and the database of the internal configuration of LSI chip, layout information, etc. is changed to that of the changed chip. The chip change process (S28) and the chip configuration information change process (S29) may be a process of automatically exchanging data from the LSI design information and the LSI database (14) in FIG. This corresponds to S108 in FIG. Through this series of processing, the LSI mounted on the power supply circuit of the PCB is not changed in other operating states, but the mounted capacity condition is changed to that corresponding to the capacity cell 2500 [pF]. .

そして、前処理により変更された回路情報が、さらに図5の電源ノイズ等価回路解析手段(8)に入力され、再度図8における等価回路モデル生成処理(S8)、回路解析処理(S9)が実行される。ここでは、LSIチップが変更になったことによる、電源系等価回路モデルの構造の変更はなかったものとして、等価回路モデル生成処理(S8)により図24に示したような等価回路モデルが作成され、回路解析処理(S9)で図27に示したような電圧の時間変動特性を導出する。   Then, the circuit information changed by the preprocessing is further input to the power supply noise equivalent circuit analysis means (8) in FIG. 5, and the equivalent circuit model generation processing (S8) and circuit analysis processing (S9) in FIG. 8 are executed again. Is done. Here, assuming that the structure of the power system equivalent circuit model has not been changed due to the change of the LSI chip, the equivalent circuit model as shown in FIG. 24 is created by the equivalent circuit model generation process (S8). In the circuit analysis process (S9), the time variation characteristic of the voltage as shown in FIG. 27 is derived.

また、図24に示されたような電源系等価回路モデルにおいて、既に電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)及び判定処理(S4)が行われており、電源系がノイズに対し安定になるように必要な容量セルは2500[pF]分であると判っており、その情報が存在しているので、等価回路モデル生成処理(S8)で最初から図25に示したような容量セルを2500[pF]分追加された等価回路モデルを作成し、回路解析処理(S9)で図28に示したような電圧の時間変動特性を導出する。   Further, in the power system equivalent circuit model as shown in FIG. 24, the comparison process (S3) and the determination process (S4) between the power noise characteristics and the criterion are already performed, and the power system is stable against noise. Since it is known that the necessary capacity cell is 2500 [pF] and the information exists, the capacity cell as shown in FIG. 25 from the beginning in the equivalent circuit model generation process (S8). Is added by 2500 [pF], and the time variation characteristic of the voltage as shown in FIG. 28 is derived by the circuit analysis process (S9).

次に、再度図8における電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)及び判定処理(S4)が実行される。ここで、前述の等価回路モデル生成処理(S8)、回路解析処理(S9)において、図24の等価回路モデルを作成して、図27に示したような電圧の時間変動特性を導出した場合には、判定処理(S4)により判定基準を満たさないと判定されるので、再度容量モデル追加処理(S10)により、変更指針に従い容量セルを500[pF]分ずつ追加していく処理を行う必要がある。   Next, the comparison process (S3) and the determination process (S4) between the power supply noise characteristic and the determination criterion in FIG. 8 are executed again. Here, in the above-described equivalent circuit model generation process (S8) and circuit analysis process (S9), when the equivalent circuit model of FIG. 24 is created and the time variation characteristics of the voltage as shown in FIG. 27 are derived. Is determined not to satisfy the determination criterion in the determination process (S4), it is necessary to perform a process of adding capacity cells by 500 [pF] in accordance with the change guideline by the capacity model addition process (S10) again. is there.

一方、前述の等価回路モデル生成処理(S8)、回路解析処理(S9)において、図25の等価回路モデルを作成して図28に示したような電圧の時間変動特性を導出した場合には、判定処理(S4)により判定基準を満たしていると判定されるので、次の追加内部容量と判定基準との比較処理(S6)及び判定処理(S11)が行われる。   On the other hand, in the above-described equivalent circuit model generation process (S8) and circuit analysis process (S9), when the equivalent circuit model of FIG. 25 is created and the time variation characteristics of the voltage as shown in FIG. 28 are derived, Since it is determined in the determination process (S4) that the determination criterion is satisfied, the following comparison processing (S6) and determination processing (S11) between the additional internal capacity and the determination criterion are performed.

ここで、搭載容量条件との判定処理(S11)においては、搭載容量条件が容量セルを2500[pF]分まで追加出来る、と変更されているので、今度は判定基準を満たすと判定される。従って、次の結果出力処理(S7)に進むことになる。もし、この時点で判定基準を満たさないと判定された場合、再度チップサイズ変更処理(S12)を行い、LSIチップを搭載容量条件がより大きいもの(今回においては更に容量セル500[pF]分大きいもの、つまり2500+500=3000[pF]であるもの)に変更するという処理を行う必要がある。   Here, in the determination process (S11) with the mounted capacity condition, since the mounted capacity condition is changed so that capacity cells can be added up to 2500 [pF], it is determined that the determination criterion is satisfied this time. Therefore, the process proceeds to the next result output process (S7). If it is determined that the determination criterion is not satisfied at this time, the chip size changing process (S12) is performed again, and the LSI chip has a larger mounting capacity condition (in this case, the capacity cell is 500 [pF] larger). In other words, 2500 + 500 = 3000 [pF]).

次に、図8の結果出力処理(S7)が行われ、電源ノイズ特性と判定基準との比較処理(S3)及び判定処理(S4)における判定結果(容量セルを追加しない場合電源ノイズ条件を満たさず、2500[pF]分容量セルを追加すれば電源ノイズ条件を満たす)、内部容量と判定基準との比較処理(S6)及び判定処理(S11)による判定結果(最初に搭載されていたLSIチップでは搭載容量条件を満たさず、2500[pF]分容量セルが追加可能なLSIチップに変更する必要がある)、及び変更されたPCBの電源回路の構造(最初に搭載されていたLSIチップの変わりに、2500[pF]分容量セルが追加可能なLSIチップが実装された構造)が、図5の出力装置(7)に出力され、一連の処理が終了する。   Next, the result output process (S7) of FIG. 8 is performed, and the determination result in the comparison process (S3) and the determination process (S4) between the power supply noise characteristic and the determination criterion (when no capacity cell is added, the power supply noise condition is satisfied) First, if a capacity cell of 2500 [pF] is added, the power supply noise condition is satisfied, the determination result by the comparison processing (S6) between the internal capacitance and the determination criterion, and the determination processing (S11) (the LSI chip that was first mounted) In this case, it is necessary to change to an LSI chip that does not satisfy the mounting capacity condition and 2500 [pF] capacity cells can be added), and the structure of the changed PCB power supply circuit (change of the LSI chip that was initially mounted) In addition, a structure in which an LSI chip capable of adding 2500 [pF] capacity cells is mounted) is output to the output device (7) in FIG. 5, and a series of processing ends.

ここでは、同時に、図24及び図25に記述されたPCBの等価回路モデル、及びそのモデルを使用した解析比較結果である図28に示されたような特性が出力されても良い。また同時に、図8におけるCADデータへの結果出力処理(S106)が行われ、図5の記憶装置(13)内のCADデータ(15)の記述が変更される。ここでは、CADデータ内の基板電源配線に、電源ノイズ条件は現状のままでは満たされないというメッセージが書き込まれ、図23のCADデータが図示された際、基板電源配線の色が例えば赤色に変化して、対策を行わなければ電源ノイズ条件を満たされないということがすぐ判るようになる。   Here, at the same time, the equivalent circuit model of the PCB described in FIG. 24 and FIG. 25 and the characteristics as shown in FIG. 28 which are the results of analysis comparison using the model may be output. At the same time, a result output process (S106) to CAD data in FIG. 8 is performed, and the description of the CAD data (15) in the storage device (13) in FIG. 5 is changed. Here, a message that the power supply noise condition is not satisfied as it is is written in the substrate power supply wiring in the CAD data, and when the CAD data in FIG. 23 is shown, the color of the substrate power supply wiring changes to, for example, red. As a result, it can be immediately understood that the power supply noise condition cannot be satisfied unless measures are taken.

また、同時に、図8におけるLSI設計情報への結果出力処理(S107)が行われ、図5の記憶装置(13)内のLSIの設計情報(14)の記述が変更される。ここでは、“電源回路をノイズに対し安定にするには2500[pF]分の容量セルを追加する必要があるが、搭載容量条件を満たさない為、LSIチップを2500[pF]分容量セルが追加可能なものに変更した”といったメッセージが書き込まれる。   At the same time, a result output process (S107) to the LSI design information in FIG. 8 is performed, and the description of the LSI design information (14) in the storage device (13) in FIG. 5 is changed. Here, in order to stabilize the power supply circuit against noise, it is necessary to add a capacity cell of 2500 [pF]. However, since the mounting capacity condition is not satisfied, the LSI chip has a capacity cell of 2500 [pF]. “Changed to something that can be added” is written.

また、その結果を反映し、図23のCADデータが図示された際、LSIが表示される部分の色を、例えば緑色にすることによって、このLSIチップは搭載容量条件を満たすように変更されたものである、ということがすぐ判るようになる。以上の処理により、図23に示されたPCBの電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかが自動的に判定され、かつLSIチップ内に容量セルを追加することで、自動的にPCBの電源回路をノイズに対し安定に設計し直すことが可能になる。   Also, reflecting the result, when the CAD data of FIG. 23 is shown, the color of the portion where the LSI is displayed is changed to, for example, green, so that the LSI chip is changed to satisfy the mounting capacity condition. It is immediately obvious that it is a thing. By the above processing, it is automatically determined whether or not the power supply circuit of the PCB shown in FIG. 23 is designed to be stable against noise, and the PCB is automatically added by adding a capacity cell in the LSI chip. This makes it possible to redesign the power supply circuit stably against noise.

また、これらの一連の処理の結果から、判定基準データベースのデータや変更指針を更新させて、以降の判定に反映させることも可能である。   Moreover, it is also possible to update the data and the change guideline in the determination reference database from the results of these series of processes and reflect them in subsequent determinations.

本発明によれば、LSI及びその他の部品が実装されたPCB上の電源回路における電圧変動特性を精度良く解析し、その電源回路がノイズに対し安定に設計されているかどうかを判定する用途に適用可能である。また、PCB上の複数の電源回路について、それぞれノイズに対し安定に設計されているかどうかを判定し、基板上のどの電源回路を対策するのかを抽出する用途に適用可能である。   According to the present invention, voltage fluctuation characteristics in a power supply circuit on a PCB on which an LSI and other components are mounted are accurately analyzed, and applied to a purpose of determining whether the power supply circuit is designed stably against noise. Is possible. In addition, it is possible to determine whether or not each of the plurality of power supply circuits on the PCB is designed to be stable against noise and extract which power supply circuit on the board is to be taken.

さらに、本発明によれば、LSI及びその他の部品が実装されたPCB上の電源回路において、自動的に電源におけるノイズの判定基準を満たすように、そのLSIに内部容量を追加して安定に設計し直す用途に適用可能である。   Furthermore, according to the present invention, in a power circuit on a PCB on which an LSI and other components are mounted, an internal capacity is added to the LSI so as to automatically satisfy a noise judgment criterion in the power source, and the LSI is stably designed. It is applicable to the purpose of redoing.

本発明の第1の実施の形態のシステム構成を示した図である。It is the figure which showed the system configuration | structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態のシステム構成を示した図である。It is the figure which showed the system configuration | structure of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態のシステム構成を示した図である。It is the figure which showed the system configuration | structure of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態のシステム構成を示した図である。It is the figure which showed the system configuration | structure of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態のシステム構成を示した図である。It is the figure which showed the system configuration | structure of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2及び第4の実施の形態のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the 2nd and 4th embodiment of this invention. 本発明の第3及び第5の実施の形態のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the 3rd and 5th embodiment of this invention. 等価回路モデル作成処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of an equivalent circuit model creation process. 等価回路モデル作成処理内の基板等価回路モデル作成処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the board | substrate equivalent circuit model creation process in an equivalent circuit model creation process. 等価回路モデル作成処理内のLSI等価回路モデル作成処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the LSI equivalent circuit model creation process in the equivalent circuit model creation process. チップサイズ変更処理のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of a chip size change process. 基板の断面構造の一例である。It is an example of the cross-sectional structure of a board | substrate. ソルバ処理によって生成される基板の等価回路モデルの一例である。It is an example of the equivalent circuit model of the board | substrate produced | generated by a solver process. LSIの等価回路モデル構造の一例である。It is an example of the equivalent circuit model structure of LSI. LSI全体を等価回路モデルで表現した場合の構造の一例である。It is an example of the structure when the whole LSI is expressed by an equivalent circuit model. LSIの動作部分モデルの電流源内部の記述の一例である。It is an example of the description inside the current source of the operation | movement part model of LSI. 部品が実装されたPCBの構造の一例である。It is an example of the structure of PCB in which components were mounted. PCBの等価回路モデルの一例である。It is an example of the equivalent circuit model of PCB. 容量モデルが追加されたLSIの等価回路モデルの構造の一例である。It is an example of the structure of the equivalent circuit model of LSI to which the capacity model is added. 電源ノイズ特性としての電圧変動特性の一例である。It is an example of the voltage fluctuation characteristic as a power supply noise characteristic. LSIのチップサイズと追加する容量セルの関係を示したイメージ図である。It is the image figure which showed the relationship between the chip size of LSI and the capacity cell to add. 実施例に使用したPCBの構造である。It is the structure of PCB used for the Example. 図23に示すPCBの等価回路モデルの構造の一例と各パラメータである。It is an example of the structure of the equivalent circuit model of PCB shown in FIG. 23, and each parameter. 図23に示す対策を施したPCBの等価回路モデルの構造の一例と各パラメータである。FIG. 23 shows an example of the structure of an equivalent circuit model of a PCB to which the countermeasure shown in FIG. PCBの等価回路モデルにおける観測点での電圧変動と電源ノイズ条件である閾値との比較波形である。It is a comparison waveform of the voltage fluctuation at the observation point in the equivalent circuit model of PCB and the threshold value which is the power supply noise condition. PCBの等価回路モデルにおける観測点での電圧変動と電源ノイズ条件である閾値との比較波形である。It is a comparison waveform of the voltage fluctuation at the observation point in the equivalent circuit model of PCB and the threshold value which is the power supply noise condition. PCBの等価回路モデルにおける観測点での電圧変動と電源ノイズ条件である閾値との比較波形である。It is a comparison waveform of the voltage fluctuation at the observation point in the equivalent circuit model of PCB and the threshold value which is the power supply noise condition. PCBの等価回路モデルにおける観測点での電圧変動と電源ノイズ条件である閾値との比較波形である。It is a comparison waveform of the voltage fluctuation at the observation point in the equivalent circuit model of PCB and the threshold value which is the power supply noise condition. 特許文献1に示されている低ノイズ設計方法の処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a processing procedure of a low noise design method disclosed in Patent Document 1. 特許文献2に示されている半導体装置モデルの作成装置の構成図である。10 is a configuration diagram of a semiconductor device model creation device disclosed in Patent Document 2. FIG. 特許文献3に記載された電源モデルの回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a power supply model described in Patent Document 3.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力装置
2 電源ノイズ特性導出手段
3 電源ノイズ条件判定手段
4 判定基準データベース
5 内部容量追加手段
6 搭載容量条件判定手段
7 出力装置
8 電源ノイズ等価回路解析手段
9 等価回路モデル生成手段
10 演算手段
11 容量モデル追加手段
12 チップサイズ手段
13 記憶装置
14 LSI設計情報及びLSIデータベース
15 CADデータ及び部品データベース
21 PCBの電源層及びその電気特性
22 PCBのグランド層及びその電気特性
23 PCBの絶縁層及びその電気特性
24 PCBの層構成と各層の厚み情報
25 PCBの電源メタル配線及びその電気特性
26 PCBの電源メタル配線の配線幅情報
31 LSI等価回路モデルにおける動作部分モデル
32 LSI等価回路モデルにおけるアドミタンスモデル
33 LSI等価回路モデルにおける電源分配回路のモデル
34 LSI等価回路モデルの第一の電源端子
35 LSI等価回路モデルの第二の電源端子
36 LSI等価回路モデルにおける回路ブロックを結合させた電源分配回路のモデル
37 LSI等価回路モデルの分割されたブロックにおける動作部分モデル
38 LSI等価回路モデルの分割されたブロックにおけるアドミタンスモデル
39 LSI等価回路モデルの分割されたブロックにおける電源分配回路のモデル
40 回路ブロックに分割されているLSI等価回路モデル
51 PCBの基板部分(電源ベタ構造)
52 PCBに実装されたLSI(パッケージ含む)
53 PCBの電源配線に接続された直流電源
54 PCBに実装された対策部品であるチップコンデンサ
55 PCB上の観測点
61 PCBの基板部分(電源ベタ構造)の等価回路モデル
62 PCBに実装されたLSI(パッケージ含む)の等価回路モデル
63 PCBの電源配線に接続された直流電源の等価回路モデル
64 PCBに実装された対策部品であるチップコンデンサの等価回路モデル
65 等価回路モデル上の観測点
71 電源電圧変動波形A
72 電源電圧変動波形B
73 LSIチップのサイズと搭載容量条件のイメージ図
74 容量セル
75 LSIチップのサイズと搭載容量条件のイメージ図
81 実施例のPCBの基板部分(電源ベタ構造)
82 実施例のPCBに実装されたLSI(パッケージ含む)
83 実施例のPCBの電源配線に接続された直流電源
84 実施例のPCBに実装された対策部品であるチップコンデンサ
85 実施例のPCB上の観測点
91 実施例のPCBの基板部分(電源ベタ構造)の等価回路モデル
92 実施例のPCBに実装されたLSI(パッケージ含む)の等価回路モデル
93 実施例のPCBの電源配線に接続された直流電源の等価回路モデル
94 実施例のPCBに実装された対策部品であるチップコンデンサの等価回路モデル
95 実施例の等価回路モデル上の観測点
96 実施例のPCBに実装されたLSI(パッケージ含む)の等価回路モデルにおける動作部分モデル
97 実施例のPCBに実装されたLSI(パッケージ含む)の等価回路モデルにおけるアドミタンスモデル
98 実施例のPCBに実装されたLSI(パッケージ含む)の等価回路モデルにおける電源分配回路のモデル
99 実施例のPCBに実装されたLSI(パッケージ含む)の等価回路モデルにおけるパッケージのモデル
100 実施例のPCBに実装されたLSI(パッケージ含む)の等価回路モデルに追加される容量セルのモデル
S1 回路設計情報入力処理
S2 電源ノイズ特性導出処理
S3 電源ノイズ特性比較処理
S4 電源ノイズ特性判定処理
S5 内部容量追加処理
S6 搭載容量比較処理
S7 結果出力処理
S8 等価回路モデル生成処理
S9 回路解析処理
S10 容量モデル追加処理
S11 搭載容量判定処理
S12 チップサイズ変更処理
S13 基板情報入力処理
S14 基板等価回路モデル生成処理
S15 LSI情報入力処理
S16 LSI等価回路モデル生成処理
S17 電源系等価回路モデル生成処理
S18 基板構造情報の入力処理
S19 ソルバ処理
S20 部品データ入力処理
S21 モデル結合による基板等回路モデルの生成処理
S22 LSI設計情報とLSIデータベースの入力処理
S23 動作部分モデル生成処理
S24 アドミタンスモデル生成処理
S25 電源分配回路モデル生成処理
S26 モデル結合によるLSI等価回路モデルの生成処理
S27 内部容量モデル追加処理
S28 チップ変更処理
S29 チップ構成情報変更処理
S101 結果出力(S7)の代替手段としての判定結果のCADデータへの出力処理
S102 結果出力(S7)の代替手段としての判定結果のLSI設計情報とLSIデータベースへの出力処理
S103 基板構造情報入力(S18)の代替手段としてのCADデータからの入力処理
S104 部品データ入力(S20)の代替手段としての部品データベースからの入力処理
S105 LSI設計情報とLSIデータベースの入力(S21)の代替手段としてのCADデータに連動したLSI設計情報とLSIデータベースの入力処理
S106 CADデータに連動した基板情報と部品データベースのデータ変更処理
S107 CADデータに連動したLSI設計情報とLSIデータベースのデータ変更処理
S108 チップ構成情報変更処理に従うLSI設計情報とLSIデータベースの入力及びデータ変更処理
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input device 2 Power supply noise characteristic derivation means 3 Power supply noise condition determination means 4 Judgment reference database 5 Internal capacity addition means 6 Mounted capacity condition determination means 7 Output device 8 Power supply noise equivalent circuit analysis means 9 Equivalent circuit model generation means 10 Calculation means 11 Capacitance model adding means 12 Chip size means 13 Storage device 14 LSI design information and LSI database 15 CAD data and parts database 21 PCB power layer and its electrical characteristics 22 PCB ground layer and its electrical characteristics 23 PCB insulating layer and its electrical characteristics Characteristic 24 PCB layer configuration and thickness information of each layer 25 Power supply metal wiring of PCB and its electrical characteristics 26 Wiring width information of power supply metal wiring of PCB 31 Operational part model in LSI equivalent circuit model 32 Admittance model 33 in LSI equivalent circuit model LSI Power distribution circuit model 34 in the equivalent circuit model First power supply terminal 35 in the LSI equivalent circuit model Second power supply terminal 36 in the LSI equivalent circuit model 37 Power supply circuit model 37 in which circuit blocks in the LSI equivalent circuit model are combined 37 LSI Operational part model 38 in the divided block of the equivalent circuit model 38 Admittance model 39 in the divided block of the LSI equivalent circuit model 39 Model 40 of the power distribution circuit in the divided block of the LSI equivalent circuit model LSI divided into circuit blocks Equivalent circuit model 51 PCB board (solid power supply structure)
52 LSI mounted on PCB (including package)
53 DC power supply connected to power supply wiring of PCB 54 Chip capacitor as a countermeasure component mounted on PCB
55 Observation point 61 on PCB 61 Equivalent circuit model 62 of PCB board part (solid power supply structure) Equivalent circuit model of LSI (including package) mounted on PCB 63 Equivalent circuit model of DC power supply connected to power supply wiring of PCB 64 Equivalent circuit model of chip capacitor, which is a countermeasure component mounted on PCB
65 Observation point 71 on equivalent circuit model Power supply voltage fluctuation waveform A
72 Power supply voltage fluctuation waveform B
73 Image of LSI chip size and mounting capacity condition 74 Capacitance cell 75 Image of LSI chip size and mounting capacity condition 81 PCB portion of embodiment (solid power supply structure)
82 LSI (including package) mounted on PCB of example
83 DC power supply connected to the power supply wiring of the PCB of the embodiment 84 Chip capacitor as a countermeasure component mounted on the PCB of the embodiment
85 Observation Point 91 on PCB of Example 91 Equivalent Circuit Model 92 of PCB Part (Power Supply Solid Structure) of Example PCB Equivalent Circuit Model of LSI (including Package) Mounted on PCB of Example 93 Example of PCB of Example Equivalent circuit model of DC power supply connected to power supply wiring 94 Equivalent circuit model of chip capacitor which is countermeasure component mounted on PCB of embodiment
95 Observation Point 96 on Equivalent Circuit Model of Example 96 Operating Part Model 97 in Equivalent Circuit Model of LSI (including Package) Mounted on PCB of Example Equivalent Circuit of LSI (including Package) Mounted on PCB of Example Admittance model 98 in model Model of power distribution circuit in equivalent circuit model of LSI (including package) mounted on PCB of embodiment 99 Model of package in equivalent circuit model of LSI (including package) mounted on PCB of embodiment 100 Capacitor cell model added to equivalent circuit model of LSI (including package) mounted on PCB of embodiment S1 Circuit design information input process S2 Power supply noise characteristic derivation process S3 Power supply noise characteristic comparison process S4 Power supply noise characteristic determination process S5 Internal capacity addition process S6 On-board capacity comparison process S7 Result output process S8 Equivalent circuit model generation process S9 Circuit analysis process S10 Capacity model addition process S11 Mounting capacity determination process S12 Chip size change process S13 Board information input process S14 Board equivalent circuit model generation process S15 LSI information input process S16 LSI equivalent circuit Model generation processing S17 Power supply system equivalent circuit model generation processing S18 Substrate structure information input processing S19 Solver processing S20 Component data input processing S21 Substrate circuit model generation processing S22 by model combination S22 LSI design information and LSI database input processing S23 Model generation processing S24 Admittance model generation processing S25 Power distribution circuit model generation processing S26 LSI equivalent circuit model generation processing by model combination S27 Internal capacitance model addition processing S28 Chip change processing S29 Chip configuration Information changing process S101 Output process to CAD data of determination result as alternative means of result output (S7) S102 LSI design information and output process to LSI database of determination result as alternative means of result output (S7) Substrate structure Input process from CAD data as an alternative means of information input (S18) S104 Input process from the parts database as an alternative means of input of component data (S20) S105 As an alternative means of input of LSI design information and LSI database (S21) LSI design information and LSI database input processing linked to CAD data S106 Board information linked to CAD data and component database data change processing S107 LSI design information linked to CAD data and LSI database data change processing S108 Chip configuration information Input and data change processing LSI design information and LSI database according to a further process

Claims (19)

少なくとも半導体集積回路及び受動部品を含むプリント配線基板上の電源回路をノイズに対し安定に動作するように、該電源回路の設計を支援する電源回路の設計支援装置であって、
該電源回路を構成するプリント配線基板、半導体集積回路及び受動部品の所定の入力情報を入力する入力手段と、
該入力手段により入力される該入力情報に基づき、該電源回路のノイズの特性である電源ノイズ特性を導出する電源ノイズ特性導出手段と、
該電源回路における電源ノイズ特性の許容される条件を格納すると共に、該半導体集積回路に追加出来る内部容量値の許容される条件を格納する判定基準データベースと、
該電源ノイズ特性導出手段により導出された電源ノイズ特性と該判定基準データベースから得られた電源ノイズ特性の許容される条件とを比較し、該電源回路の電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定する電源ノイズ判定手段と、
該電源ノイズ判定手段において、該条件を満たさない場合、該半導体集積回路内部に容量を追加する変更を行い、変更された情報を該電源ノイズ特性導出手段へ入力する内部容量追加手段と、
該内部容量追加手段により追加された内部容量の値と該判定基準データベースより得られた該半導体集積回路に追加出来る内部容量値の許容される条件とを比較し、該半導体集積回路に必要な該内部容量値を追加出来るかどうかを判定する搭載容量条件判定手段と、
で構成したことを特徴とする電源回路の設計支援装置。
A power supply circuit design support apparatus for supporting the design of a power supply circuit so that the power supply circuit on a printed wiring board including at least a semiconductor integrated circuit and passive components operates stably against noise,
Input means for inputting predetermined input information of a printed wiring board, a semiconductor integrated circuit, and a passive component constituting the power supply circuit;
Power supply noise characteristic deriving means for deriving a power supply noise characteristic that is a noise characteristic of the power supply circuit based on the input information input by the input means;
A criterion database for storing acceptable conditions of power supply noise characteristics in the power supply circuit and storing acceptable conditions of internal capacitance values that can be added to the semiconductor integrated circuit;
The power supply noise characteristic derived by the power supply noise characteristic deriving means is compared with the permissible conditions of the power supply noise characteristic obtained from the determination reference database, and the power supply noise characteristic of the power supply circuit satisfies a predetermined condition Power noise judgment means for judging whether or not
In the power supply noise determination means, if the condition is not satisfied, a change is made to add a capacity inside the semiconductor integrated circuit, and an internal capacity addition means for inputting the changed information to the power supply noise characteristic deriving means;
The value of the internal capacitance added by the internal capacitance adding means is compared with the allowable condition of the internal capacitance value that can be added to the semiconductor integrated circuit obtained from the judgment reference database, and the necessary value for the semiconductor integrated circuit is compared. Mounting capacity condition judgment means for judging whether or not an internal capacity value can be added;
A power supply circuit design support device characterized by comprising:
該電源ノイズ特性導出手段は、
該入力情報から該電源回路の等価回路モデルを生成する等価回路モデル生成手段と、
該等価回路モデルを解析して、電源ノイズ特性を導出する演算手段とからなることを特徴とする請求項1記載の電源回路の設計支援装置。
The power supply noise characteristic deriving means includes:
Equivalent circuit model generation means for generating an equivalent circuit model of the power supply circuit from the input information;
The power supply circuit design support apparatus according to claim 1, further comprising an arithmetic unit that analyzes the equivalent circuit model and derives a power supply noise characteristic.
該等価回路モデル生成手段は、
少なくとも該プリント配線基板に関する所定の入力情報に基づき、該プリント配線基板の等価回路モデルを生成する基板等価回路モデル生成手段と、
該半導体集積回路に関する所定の入力情報に基づき、該半導体集積回路の等価回路モデルを生成するLSI等価回路モデル生成手段と、
からなることを特徴とする請求項2記載の電源回路の設計支援装置。
The equivalent circuit model generation means includes:
Board equivalent circuit model generation means for generating an equivalent circuit model of the printed wiring board based on at least predetermined input information about the printed wiring board;
LSI equivalent circuit model generation means for generating an equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit based on predetermined input information regarding the semiconductor integrated circuit;
The power supply circuit design support apparatus according to claim 2, comprising:
該内部容量追加手段では、該半導体集積回路内部に実際に追加される容量セルの等価回路モデルを、該半導体集積回路の該等価回路モデルに追加するように構成したことを特徴とする請求項3記載の電源回路の設計支援装置。   4. The internal capacitance adding means is configured to add an equivalent circuit model of a capacity cell actually added inside the semiconductor integrated circuit to the equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit. The power supply circuit design support apparatus described. 該基板等価回路モデル生成手段は、該プリント配線基板の等価回路モデルに該受動部品の等価回路モデルを結合するように構成されていることを特徴とする請求項3記載の電源回路の設計支援装置。   4. The power circuit design support apparatus according to claim 3, wherein the board equivalent circuit model generation means is configured to couple the equivalent circuit model of the passive component to the equivalent circuit model of the printed wiring board. . 該基板等価回路モデル生成手段は、電源配線の物理構造と電気的特性情報とに基づいて等価回路モデルを作成するフィールドソルバを具備することを特徴とする請求項3又は5記載の電源回路の設計支援装置。   6. The power supply circuit design according to claim 3, wherein the board equivalent circuit model generation means includes a field solver that creates an equivalent circuit model based on the physical structure of the power supply wiring and the electrical characteristic information. Support device. 該搭載容量条件判定手段において、条件が満たされないと判断された場合、該半導体集積回路のチップサイズの変更を行い、変更された情報を該電源ノイズ特性導出手段へ入力するチップサイズ変更手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の電源回路の設計支援装置。   A chip size changing unit for changing the chip size of the semiconductor integrated circuit and inputting the changed information to the power supply noise characteristic deriving unit when the mounting capacity condition determining unit determines that the condition is not satisfied; The power supply circuit design support apparatus according to claim 1, comprising: a power supply circuit design support apparatus according to claim 1; 該入力情報が記憶装置に格納されていることを特徴とする請求項1〜7記載の電源回路の設計支援装置。   The power supply circuit design support apparatus according to claim 1, wherein the input information is stored in a storage device. 少なくとも半導体集積回路及び受動部品を含むプリント配線基板上の電源回路をノイズに対し安定に動作するように、該電源回路の設計を支援する電源回路の設計支援方法であって、
該電源回路を構成するプリント配線基板、半導体集積回路及び受動部品の所定の入力情報を入力し、
該入力される該入力情報に基づき、該電源回路のノイズの特性である電源ノイズ特性を導出し、
該導出された電源ノイズ特性と該電源回路の電源ノイズ特性の許容される条件とを比較し、該電源回路の電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定し、
該判定において、該条件を満たさない場合、該半導体集積回路内部に容量を追加し、
該容量の追加に伴って変更された情報に基づき、再度、少なくとも該電源ノイズ特性を導出すると共に、電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定し、
更に、該追加された内部容量の値と該半導体集積回路に追加出来る内部容量値の許容される条件とを比較し、該半導体集積回路に必要な該内部容量値を追加出来るかどうかを判定することを特徴とする電源回路の設計支援方法。
A power supply circuit design support method for supporting the design of a power supply circuit so that the power supply circuit on a printed wiring board including at least a semiconductor integrated circuit and passive components operates stably against noise,
Input predetermined input information of a printed wiring board, a semiconductor integrated circuit and a passive component constituting the power supply circuit,
Based on the input information that is input, a power supply noise characteristic that is a noise characteristic of the power supply circuit is derived,
Comparing the derived power supply noise characteristic and the allowable condition of the power supply noise characteristic of the power supply circuit to determine whether the power supply noise characteristic of the power supply circuit satisfies a predetermined condition,
In the determination, if the condition is not satisfied, a capacitor is added inside the semiconductor integrated circuit,
Based on the information changed with the addition of the capacity, again derive at least the power supply noise characteristic, and determine whether the power supply noise characteristic satisfies a predetermined condition,
Further, the value of the added internal capacitance is compared with an allowable condition of the internal capacitance value that can be added to the semiconductor integrated circuit to determine whether the internal capacitance value necessary for the semiconductor integrated circuit can be added. A power circuit design support method characterized by the above.
該電源ノイズ特性を導出するために、
該入力情報から該電源回路の等価回路モデルを生成し、
該等価回路モデルを解析して、電源ノイズ特性を導出することを特徴とする請求項9記載の電源回路の設計支援方法。
In order to derive the power supply noise characteristic,
Generating an equivalent circuit model of the power supply circuit from the input information;
The power circuit design support method according to claim 9, wherein the power circuit noise characteristic is derived by analyzing the equivalent circuit model.
該等価回路モデルを生成するために、
少なくとも該プリント配線基板に関する所定の入力情報に基づき、該プリント配線基板の等価回路モデルを生成し、更に
該半導体集積回路に関する所定の入力情報に基づき、該半導体集積回路の等価回路モデルを生成することを特徴とする請求項10記載の電源回路の設計支援方法。
In order to generate the equivalent circuit model,
Generating an equivalent circuit model of the printed circuit board based on at least predetermined input information about the printed circuit board, and further generating an equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit based on predetermined input information about the semiconductor integrated circuit The power supply circuit design support method according to claim 10.
該内部容量を追加する際、
該半導体集積回路内部に実際に追加される容量セルの等価回路モデルを、該半導体集積回路の等価回路モデルに追加することを特徴とする請求項11記載の電源回路の設計支援方法。
When adding the internal capacity,
12. The power supply circuit design support method according to claim 11, wherein an equivalent circuit model of a capacity cell actually added inside the semiconductor integrated circuit is added to the equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit.
該基板等価回路モデルを生成する際、該プリント配線基板の等価回路モデルに該受動部品の等価回路モデルを結合することを特徴とする請求項11記載の電源回路の設計支援方法。   12. The power circuit design support method according to claim 11, wherein when generating the board equivalent circuit model, the equivalent circuit model of the passive component is coupled to the equivalent circuit model of the printed wiring board. 該半導体集積回路内部に容量を追加し、該半導体集積回路に必要な該内部容量値を追加出来ない場合、
該半導体集積回路のチップサイズの変更を行い、
該チップサイズの変更に伴い変更された情報に基づき、再度、少なくとも該電源ノイズ特性を導出すると共に、該電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定することを特徴とする請求項9〜13の何れかに記載の電源回路の設計支援方法。
When a capacitor is added inside the semiconductor integrated circuit and the internal capacitance value necessary for the semiconductor integrated circuit cannot be added,
Change the chip size of the semiconductor integrated circuit,
The power supply noise characteristic is derived again based on the information changed with the change of the chip size, and it is determined whether or not the power supply noise characteristic satisfies a predetermined condition. A power circuit design support method according to any one of claims 13 to 13.
少なくとも半導体集積回路及び受動部品を含むプリント配線基板上の電源回路をノイズに対し安定に動作するように、該電源回路の設計を支援する電源回路の設計支援のためのコンピュータのプログラムであって、
該コンピュータの記憶装置には、該電源回路の電源ノイズ特性の許容される条件を格納すると共に、該半導体集積回路に追加出来る内部容量値の許容される条件を格納し、
該コンピュータを、
該電源回路を構成するプリント配線基板、半導体集積回路及び受動部品の所定の入力情報を入力する入力手段と、
該入力手段で入力される該入力情報に基づき、該電源回路のノイズの特性である電源ノイズ特性を導出する電源ノイズ特性導出手段と、
該電源ノイズ特性導出手段で導出された電源ノイズ特性と該記憶装置に格納される該電源回路の電源ノイズ特性の許容される条件とを比較し、該電源回路の電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定する電源ノイズ判定手段と、
該電源ノイズ判定手段において、該条件を満たさない場合、該半導体集積回路内部に容量を追加する内部容量追加手段として機能させ、
該内部容量追加手段での容量の追加に伴って変更された情報に基づき、再度、少なくとも該電源ノイズ特性を導出すると共に、電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定し、更に
該内部容量追加手段で追加された内部容量の値と該記憶装置に格納される該半導体集積回路に追加出来る内部容量値の許容される条件とを比較し、該半導体集積回路が必要な内部容量値を追加出来るかどうかを判定する搭載容量条件判定手段として機能させることを特徴とするコンピュータのプログラム。
A computer program for supporting the design of a power supply circuit that supports the design of the power supply circuit so that the power supply circuit on the printed circuit board including at least the semiconductor integrated circuit and the passive component operates stably against noise,
The storage device of the computer stores the allowable condition of the power supply noise characteristic of the power supply circuit, and stores the allowable condition of the internal capacitance value that can be added to the semiconductor integrated circuit,
The computer
Input means for inputting predetermined input information of a printed wiring board, a semiconductor integrated circuit, and a passive component constituting the power supply circuit;
Power supply noise characteristic deriving means for deriving a power supply noise characteristic that is a noise characteristic of the power supply circuit based on the input information input by the input means;
The power supply noise characteristic derived by the power supply noise characteristic deriving means is compared with the allowable condition of the power supply noise characteristic of the power supply circuit stored in the storage device, and the power supply noise characteristic of the power supply circuit satisfies a predetermined condition. Power supply noise judgment means for judging whether or not it satisfies,
In the power supply noise determination unit, if the condition is not satisfied, the power source noise determination unit functions as an internal capacitance addition unit that adds a capacitance inside the semiconductor integrated circuit
Based on the information changed with the addition of the capacity by the internal capacity adding means, again derive at least the power supply noise characteristic, determine whether the power supply noise characteristic satisfies a predetermined condition, and further The value of the internal capacity added by the capacity adding means is compared with the allowable conditions of the internal capacity value that can be added to the semiconductor integrated circuit stored in the storage device, and the internal capacity value required by the semiconductor integrated circuit is determined. A computer program that functions as an on-board capacity condition determination unit that determines whether or not an addition is possible.
該電源ノイズ特性導出手段は、
該入力情報から該電源回路の等価回路モデルを生成し、
該等価回路モデルを解析して、電源ノイズ特性を導出することを特徴とする請求項15記載のコンピュータのプログラム。
The power supply noise characteristic deriving means includes:
Generating an equivalent circuit model of the power supply circuit from the input information;
16. The computer program according to claim 15, wherein the equivalent circuit model is analyzed to derive a power supply noise characteristic.
該等価回路モデルを生成するために、
少なくとも該プリント配線基板に関する所定の入力情報に基づき、該プリント配線基板の等価回路モデルを生成し、更に
該半導体集積回路に関する所定の入力情報に基づき、該半導体集積回路の等価回路モデルを生成することを特徴とする請求項16記載のコンピュータのプログラム。
In order to generate the equivalent circuit model,
Generating an equivalent circuit model of the printed circuit board based on at least predetermined input information about the printed circuit board, and further generating an equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit based on predetermined input information about the semiconductor integrated circuit The computer program according to claim 16.
該内部容量追加手段は、
該半導体集積回路内部に実際に追加される容量セルの等価回路モデルを、該半導体集積回路の等価回路モデルに追加することを特徴とする請求項17記載のコンピュータのプログラム。
The internal capacity adding means is:
18. The computer program according to claim 17, wherein an equivalent circuit model of a capacity cell actually added inside the semiconductor integrated circuit is added to the equivalent circuit model of the semiconductor integrated circuit.
該半導体集積回路内部に容量を追加し、該半導体集積回路に必要な該内部容量値を追加出来ない場合、
該半導体集積回路のチップサイズの変更を行い、
該チップサイズの変更に伴い変更された情報に基づき、再度、少なくとも該電源ノイズ特性を導出すると共に、該電源ノイズ特性が所定の条件を満たしているかどうか判定することを特徴とすることを特徴とする請求項15〜18の何れかに記載のコンピュータのプログラム。
When a capacitor is added inside the semiconductor integrated circuit and the internal capacitance value necessary for the semiconductor integrated circuit cannot be added,
Change the chip size of the semiconductor integrated circuit,
Based on the information changed with the change of the chip size, at least the power supply noise characteristic is derived again, and it is determined whether the power supply noise characteristic satisfies a predetermined condition, A computer program according to any one of claims 15 to 18.
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