CN102651038B - 用于电力输送网络分析的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请案涉及用于电力输送网络分析的方法和系统。本发明是针对一种用于显示与电子电路设计相关联的电力输送网络(PDN)分析的一个或一个以上结果的计算机实施的方法。所述方法可包含使用至少一个处理器提取与所述电子电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁(EM)模型。所述方法可进一步包含执行所述电子电路设计的电力输送网络分析，所述PDN分析包含矩量法(MoM)计算。所述方法还可包含显示描绘所述PDN分析的一个或一个以上结果的三维图像。许多其它特征也在本发明的范围内。

Description

用于电力输送网络分析的方法和系统

技术领域

本发明涉及印刷电路板(PCB)设计和分析。更具体来说，本发明涉及电力输送网络(PDN)分析，其可在制造实际集成电路(IC)之前发生。

背景技术

包含电力完整性(PI)及IRDrop的PDN分析已成为电路设计者关注的焦点。这些工具允许在设计及验证两个阶段模拟和修改电力分配网络。当执行PDN分析时，可分析PDN的频率响应。在验证过程期间，设计者还可在时域中执行静态和动态的IRDrop分析。使用PDN分析工具可允许在设计阶段期间和制造实际电路之前修改设计。这样便可显著减少特定产品的上市时间。

举例来说，裂口平面电力分配是一种将电力分配到较广电路设计的功能组件的常见电路配置。如图1A中所说明，裂口平面电力分配通常由电力平面110和接地平面120实施，电力平面110与接地平面120的组合在本文将被称为电力/接地平面对(PGPP)100。通常，电力平面110和接地平面120以平面平行对准的形式隔开，且通过电介质分离。

通常，裂口平面电力分配网络必须适应电流在其域上极其快速的开关时间。随着这些开关时间从一代电路到另一代电路不断增加，电力完整性(PI)分析已成为电路设计者关注的焦点，借此可在设计阶段模拟和修改电力分配网络。由于PGPP的几何形状和所涉及的开关时间，通常使用传输线建模来在设计阶段期间分析PGPP的频率相依特性，从而可采取谨慎的设计措施。举例来说，如图1B中所说明，PGPP模型130包含多个传输线区段模型140，其每一者均包含在单元135内。当执行PGPP模型130时，可分析PGPP的频率响应。因此，(例如)当在某一频率下在阻抗轮廓中明显发生谐振时，设计者可在PGPP中的某些点处添加电容性元件，以有利地更改电力分配网络的谐振频率成分。由于通过PI分析，可在设计阶段且在制造实际电路之前实现此修改，所以可显著减少使用所述电路的产品的上市时间。

然而，为简单的平面对传输线建模并不困难，典型PGPP的抽象形状导致复杂的边界，其中的一些边界可能在PGPP的外部边界的内部。举例来说，如图1B中所说明，许多PGPP模型(例如PGPP模型130)在单元135的均匀网格中实施，从而可适应复杂的形状。因此，可能需要极大数目的单元135，以填充整个PGPP模型130。虽然可使用若干算法来为PGPP的复杂形状建模，但这些算法的计算开销非常昂贵，尤其是在此些PI分析工具必须与其它设计工具共享计算资源的情况下。

不幸的是，设计者遇到的形状及配置往往比图1A所示的简单的PGPP远为复杂。举例来说，裂口、空穴、切口以及带接缝的电力、接地及信号通孔会给特定电路的设计者造成额外的问题。

发明内容

在本发明的第一实施例中，提供一种用于显示与电子电路设计相关联的电力输送网络(PDN)分析的一个或一个以上结果的计算机实施的方法。所述方法可包含使用至少一个处理器提取与所述电子电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁(EM)模型。所述方法可进一步包含执行所述电子电路设计的电力输送网络分析，所述PDN分析包含矩量法(MoM)计算。所述方法还可包含显示描绘所述PDN分析的一个或一个以上结果的三维图像。

可包含以下特征中的一者或一者以上。在一些实施例中，所述三维图像是至少部分基于时域数据和频域数据中的至少一者。在一些实施例中，所述三维图像是至少部分基于电压、电流、温度上升、电流密度和阻抗中的至少一者。在一些实施例中，所述三维图像是三维动画。在一些实施例中，所述三维图像包含最差情况函数。在一些实施例中，所述三维图像包含交叉探测函数。所述方法可进一步包含提供具有一个或一个以上可编辑字段的可编辑用户接口，所述可编辑字段包含电压、阻抗、电压IRDrop、电流、密度和温度上升中的至少一者。所述方法还可包含导入后台文件。所述方法可另外包含产生层叠信息显示。

在本发明的另一实施例中，提供一种驻存于上面存储有多个指令的计算机可读存储媒体上的计算机程序产品。所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行操作。一些操作可包含使用至少一个处理器提取与电子电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁(EM)模型。操作可进一步包含执行所述电子电路设计的电力输送网络分析，所述PDN分析包含矩量法(MoM)计算。操作还可包含显示描绘所述PDN分析的一个或一个以上结果的三维图像。

可包含以下特征中的一者或一者以上。在一些实施例中，所述三维图像是至少部分基于时域数据和频域数据中的至少一者。在一些实施例中，所述三维图像是至少部分基于电压、电流、温度上升、电流密度和阻抗中的至少一者。在一些实施例中，所述三维图像是三维动画。在一些实施例中，所述三维图像包含最差情况函数。在一些实施例中，所述三维图像包含交叉探测函数。操作可进一步包含提供具有一个或一个以上可编辑字段的可编辑用户接口，所述可编辑字段包含电压、阻抗、电压IRDrop、电流、密度和温度上升中的至少一者。操作还可包含导入后台文件。操作可另外包含产生层叠信息显示。

在本发明的又一实施例中，提供一种计算系统。所述计算系统可包含：至少一个处理器；以及至少一个存储器架构，其以操作方式与所述至少一个处理器连接。所述计算系统可进一步包含第一软件模块，其由所述至少一个处理器执行，其中所述第一软件模块经配置以使用至少一个处理器提取与电子电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁(EM)模型。所述计算系统可进一步包含第二软件模块，其经配置以执行所述电子电路设计的电力输送网络分析，所述PDN分析包含矩量法(MoM)计算。所述计算系统还可包含第三软件模块，其经配置以显示描绘所述PDN分析的一个或一个以上结果的三维图像。

可包含以下特征中的一者或一者以上。在一些实施例中，所述三维图像是至少部分基于时域数据和频域数据中的至少一者。在一些实施例中，所述三维图像是至少部分基于电压、电流、温度上升、电流密度和阻抗中的至少一者。在一些实施例中，所述三维图像是三维动画。在一些实施例中，所述三维图像包含最差情况函数。在一些实施例中，所述三维图像包含交叉探测函数。所述系统可进一步包含经配置以提供具有一个或一个以上可编辑字段的可编辑用户接口的第四软件模块，所述可编辑字段包含电压、阻抗、电压IRDrop、电流、密度和温度上升中的至少一者。所述系统可进一步包含经配置以导入后台文件的第五软件模块。所述系统可进一步包含经配置以产生层叠信息显示的第六软件模块。

在附图和下文的描述中陈述一个或一个以上实施方案的细节。通过描述、图式和技术方案将明了其它特征和优点。

附图说明

包含附图是为了便于进一步了解本发明的实施例，附图并入到本说明书中并构成本说明书的一部分，附图中说明了本发明的实施例，且与描述内容一起用以解释本发明的实施例的原理。

图1A是描绘电力平面/接地平面对的实施例的图；

图1B是根据常规技术的用以为电力平面/接地平面对的频率特性建模的传输线等效电路的常规网格的图；

图2是描绘根据本发明的实施例的系统的系统图；

图3是描绘根据本发明的实施例的系统的系统图；

图4是描绘根据本发明的实施例的系统的系统图；

图5是描绘根据本发明的实施例的电力接地平面对的图；

图6是描绘根据本发明的实施例的系统的系统图；

图7是描绘根据本发明的电力输送分析过程产生的结果的图；

图8是描绘根据本发明的电力输送分析过程产生的结果的图；

图9是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图10是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图11是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的非连续性模型中的一些的图；

图12是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图13是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图14是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图15是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图16是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图17是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图18是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图19是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图20是描绘根据本发明的实施例的电力输送分析过程中使用的模型的图；

图21是描绘根据本发明的电力输送分析过程产生的结果的图；

图22是描绘根据本发明的电力输送分析过程产生的结果的图；

图23是描绘根据本发明的实施例的系统的流程图；

图24是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图25是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图26是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图27是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图28是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图29是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图30是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图31是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图32是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图33是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图34是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图35是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图36是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图37是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图38是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的结果显示的图；

图39是符合本发明的电力输送分析过程的实施例的系统；

图40是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图41是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图42是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图43是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图44是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的系统的图；

图45是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图46是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图47是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图48是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图49是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图50是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图51是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；

图52是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的屏幕截图的图；及

图53是描绘符合本发明的电力输送分析过程的实施例的操作的流程图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的实施例，在附图中说明所述实施例的实例。然而，本发明可以许多不同形式体现，且不应被解释为限于本文所陈述的实施例。而是，提供这些实施例以使得本发明将为详尽和彻底的，且将把本发明的概念完全传达给所属领域的技术人员。

如所属领域的技术人员将了解，本发明可体现为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采取全部硬件实施例、全部软件实施例(包含固件、驻留的软件、微码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式，其在本文中一般均可称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明可采取计算机可用存储媒体上的计算机程序产品的形式，其中所述计算机可用存储媒体具有包含于媒体中的计算机可用程序代码。

可利用任何合适的计算机可用或计算机可读媒体。计算机可读媒体可为计算机可读信号媒体或计算机可读存储媒体。计算机可用或计算机可读存储媒体(包含与计算装置或客户端电子装置相关联的存储装置)可为(例如，但不限于)电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或上述各者的任何合适组合。计算机可读媒体的更多特定实例(非详尽列举)将包含以下各者：具有一个或一个以上电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便携式压缩光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置。在此文献的上下文中，计算机可用或计算机可读存储媒体可为有形媒体，其可含有或存储由指令执行系统、设备或装置使用或结合所述指令执行系统、设备或装置而使用的程序。

计算机可读信号媒体可包含(例如)基带中的或作为载波的一部分的其中包含经编码的计算机可读程序的经传播的数据信号。所述经传播的信号可采取多种形式中的任一者，所述形式包含(但不限于)电磁、光学、或其任何合适的组合。计算机可读信号媒体可为并非计算机可读存储媒体且可传送、传播或输送由指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置而使用的程序的任何计算机可读媒体。

可使用任何适当的媒体来传输计算机可读媒体上所包含的程序代码，所述媒体包含(但不限于)无线、有线、光纤电缆、RF等，或上述各者的任何合适组合。

可用面向对象的编程语言(例如，Java、Smalltalk、C++等)来编写用于实行本发明的操作的计算机程序代码。然而，也可用常规的程序编程语言(例如，“C”编程语言或类似的编程语言)来编写用于实行本发明的操作的计算机程序代码。另外和/或替代地，可使用任何数目的硬件描述语言(HDL)(包含但不限于VHDL和Verilog)来编写本发明的操作。所述程序代码可作为独立的软件包而完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行并部分在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一情形中，所述远程计算机可经由局域网(LAN)或广域网(WAN)而连接到用户的计算机，或可连接到外部计算机(例如，使用因特网服务提供商而经由因特网)。

下文参看流程图说明和/或根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的方框图来描述本发明。将理解，可通过计算机程序指令来实施流程图说明和/或方框图中的每一方框，和流程图说明和/或方框图中的方框的组合。可将这些程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器而执行的所述指令产生用于实施流程图和/或方框图方框中所指定的功能/动作的构件。

这些计算机程序指令也可存储于计算机可读存储器中，所述计算机可读存储器可引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储于计算机可读存储器中的指令产生一制品，所述制品包含实施流程图和/或方框图方框中所指定的功能/动作的指令。

计算机程序指令也可加载于计算机或其它可编程数据处理设备上，以致使在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施流程图和/或方框图方框中所指定的功能/动作的步骤。

参看图2，展示可驻留于服务器计算机212上且可由服务器计算机212执行的电力输送网络(PDN)过程210，所述服务器计算机212可连接到网络214(例如，因特网或局域网)。服务器计算机212的实例可包含(但不限于)：个人计算机、服务器计算机、一系列服务器计算机、微型计算机和大型计算机。服务器计算机212可为运行网络操作系统的web服务器(或一系列服务器)，所述网络操作系统的实例可(例如)包含(但不限于)：服务器、或Red(微软和视窗是微软公司在美国、其它国家或美国和其它国家注册的商标；Novell和NetWare是Novell公司在美国、其它国家或美国和其它国家注册的商标；红帽子是红帽子公司在美国、其它国家或美国和其它国家注册的商标；且里纳克斯是里纳斯·托沃滋在美国、其它国家或美国和其它国家注册的商标。)另外/替代地，电力输送网络(PDN)过程210可完全或部分驻留于客户端电子装置上，以及完全或部分由客户端电子装置执行，所述客户端电子装置例如为个人计算机、笔记本计算机、个人数字助理等。

如将在下文更详细地论述，电力输送网络(PDN)过程210可用于分析与电子电路设计相关联的电力输送网络。PDN过程210可包含使用至少一个处理器来提取用于与电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁(EM)模型。电力输送网络(PDN)过程210随后可产生至少部分基于所提取的EM模型的三维自适应网格模型。

可通过并入到服务器计算机212中的一个或一个以上处理器(未图示)和一个或一个以上存储器模块(未图示)来执行电力输送网络(PDN)过程210的指令集和子例程(其可包含一个或一个以上软件模块，且其可存储于耦合到服务器计算机212的存储装置216上)。存储装置216可包含(但不限于)：硬盘驱动器；固态驱动器；磁带驱动器；光学驱动器；RAID阵列；随机存取存储器(RAM)；以及只读存储器(ROM)。存储装置16可包含各种类型的文件，且文件类型包含(但不限于)硬件描述语言(HDL)文件，其可含有硬件块的端口类型描述和可执行规范。

服务器计算机212可执行web服务器应用程序，其实例可包含(但不限于)：MicrosoftIIS、Novell Webserver^TM，或Webserver，其允许经由网络214到服务器计算机212的HTTP(即，超文本传递协议)接入(Webserver是Novell公司在美国、其它国家或美国和其它国家的商标；且阿帕奇是阿帕奇软件基金会在美国、其它国家或美国和其它国家注册的商标)。网络14可连接到一个或一个以上二级网络(例如，网络218)，举例来说，所述二级网络的实例可包含(但不限于)：局域网；广域网；或内联网。

服务器计算机212可执行电子设计自动化(EDA)应用程序(例如，EDA应用程序220)，电子设计自动化应用程序的实例可包含(但不限于)从本申请案的受让人得到的电子设计自动化应用程序。EDA应用程序220可与一个或一个以上EDA客户端应用程序(例如，EDA客户端应用程序222、224、226、228)交互以用于电子设计优化。

电力输送网络(PDN)过程210可为独立的应用程序，或可为可与EDA应用程序220交互和/或可在EDA应用程序220内执行的小应用程序/应用程序/脚本。除了作为服务器侧过程之外/作为服务器侧过程的替代，PDN过程可为客户端侧过程(未图示)，其驻留于客户端电子装置(下文描述)上且可与EDA客户端应用程序(例如，EDA客户端应用程序222、224、226、228中的一者或一者以上)交互。此外，PDN过程可为混合的服务器侧/客户端侧过程，其可与EDA应用程序220和EDA客户端应用程序(例如，客户端应用程序222、224、226、228中的一者或一者以上)交互。因此，PDN过程可全部或部分驻留于服务器计算机212和/或一个或一个以上客户端电子装置上。

可通过并入到服务器计算机212中的一个或一个以上处理器(未图示)和一个或一个以上存储器模块(未图示)来执行EDA应用程序220的指令集和子例程(其可存储于耦合到服务器计算机212的存储装置216上)。

可通过(分别)并入到客户端电子装置238、240、242、244中的一个或一个以上处理器(未图示)和一个或一个以上存储器模块(未图示)来执行EDA客户端应用程序222、224、226、228的指令集和子例程(其可存储于(分别)耦合到客户端电子装置238、240、242、244的存储装置230、232、234、236上)。存储装置230、232、234、236可包含(但不限于)：硬盘驱动器；固态驱动器；磁带驱动器；光学驱动器；RAID阵列；随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)、压缩快闪(CF)存储装置、安全数字(SD)存储装置，和记忆棒存储装置。客户端电子装置238、240、242、244的实例可(例如)包含(但不限于)个人计算机238、膝上型计算机240、移动计算装置242(例如，智能电话、上网本等)、笔记本计算机244。通过使用客户端应用程序222、224、226、228，用户246、248、250、252可存取EDA应用程序220，且可允许用户(例如)利用电力输送网络(PDN)过程210。

用户246、248、250、252可直接经由在上面执行客户端应用程序(例如，客户端应用程序222、224、226、228)的装置(即(例如)，客户端电子装置238、240、242、244)而存取EDA应用程序220。用户246、248、250、252可直接经由网络214或经由二级网络218而存取EDA应用程序220。此外，服务器计算机212(即，执行EDA应用程序220的计算机)可经由二级网络218(如以虚线链接线254所说明)而连接到网络214。

各种客户端电子装置可直接或间接耦合到网络214(或网络218)。举例来说，展示个人计算机238经由硬连线网络连接而直接耦合到网络214。此外，展示笔记本计算机244经由硬连线网络连接而直接耦合到网络218。展示膝上型计算机240经由膝上型计算机240与无线接入点(即，WAP)268之间建立的无线通信信道266而无线耦合到网络214，展示无线接入点268直接耦合到网络214。举例来说，WAP 268可为能够在膝上型计算机240与WAP 268之间建立无线通信信道66的IEEE 802.11a、802.11b、802.11g、Wi-Fi和/或蓝牙装置。展示移动计算装置242经由移动计算装置242与蜂窝式网络/桥接器272之间建立的无线通信信道270而无线耦合到网络214，展示蜂窝式网络/桥接器272直接耦合到网络214。

如此项技术中已知的，所有的IEEE 802.11x规范可使用以太网协议和具有用于路径共享的冲突避免的载波监听多址(即，CSMA/CA)。各种802.11x规范可使用(例如)相移键控(即，PSK)调制或补码键控(即，CCK)调制。如此项技术中已知的，蓝牙是允许(例如)移动电话、计算机和个人数字助理使用短距无线连接而进行互连的电信行业规范。

客户端电子装置238、240、242、244可各自执行操作系统，所述操作系统的实例可包含(但不限于)微软视窗、微软视窗红帽子里纳克斯或其它合适的操作系统。(视窗CE是微软公司在美国、其它国家或美国和其它国家注册的商标。)

现在参看图3，提供描绘根据本发明的系统300的示范性实施例。系统300可包含多种不同组件，所述组件可经配置以执行PDN过程210的操作中的一些或全部。系统300可包含网格数据处理器302、分析器/模拟器304和用户接口306。系统300还可包含处理器控制器308，所述处理器控制器308可经配置以控制系统300的组件中的一些或全部(例如，网格数据处理器302)。系统300可经配置以执行PDN分析过程310，如下文更详细地描述，且可包含各种数据库312和电路/模型存储区域314。

在一些实施例中，可经由数据处理指令实施图3中所说明的示范性系统，以形成电力输送网络分析系统(PDNS)300。可由电路设计者操作系统300来分析电路设计，以使得可作出适当的设计决策。在一些实施例中，系统300可经配置以对数据(与对物理上制造的电路相对)操作。其可包含将数据格式化以在一个或一个以上电路承载媒体上物理上制造所述电路。举例来说，用以构造组件和互连屏蔽图案的数据、组件放置位置数据、封装数据和在制造过程中必需的用以产生完成的电路产品的任何其它数据。本一般发明性概念不受任何特定制造过程限制，且在不偏离本一般发明性概念的精神和既定范围的情况下，任何合适的制造数据格式可与本一般发明性概念一起使用。

在一些实施例中，网格数据处理器302可包含任何合适的处理电路，且在不偏离本一般发明性概念的精神和既定范围的情况下，任何合适的功能可与本一般发明性概念一起使用。在一些实施例中，网格数据处理器302可经配置以执行各种操作。网格数据处理器302可构造网表以界定经互连的网格组件的结构，例如传输线段等效电路模型和电阻性等效电路模型。在一些实施例中，网格数据处理器302可执行一个或一个以上自适应网格精细化程序，借此将初始网格进一步精细化。本一般发明性概念不受网格数据处理器302的任何数据处理功能的特定实施方案限制，且在不偏离本一般发明性概念的精神和既定范围的情况下，任何合适的功能可与本一般发明性概念一起使用。在适当时将在下文描述用以实行本一般发明性概念的数据处理功能；另外为了提供对一般发明性概念的简明描述，将省略其实施细节。

如本文中所描述的任何实施例中所使用，“电路”可个别地包含(例如)硬连线电路、可编程电路、状态机电路和/或存储由可编程电路执行的指令的固件，或可包含上述各者的任何组合。最初应理解，可以软件、固件、硬连线电路和/或其任何组合来实施本文中的任何实施例中所描述的任何操作和/或操作性组件。

系统300可进一步包含分析器304，其产生从对网格数据处理器产生的经互连网格组件的模拟而获得的分析数据。分析器304可实施各种分析功能，包含(但不限于)电力完整性分析。可通过具有如上文所描述的特征相似的特征的合适的电子设计自动化(EDA)系统来实施系统300的若干部分。可通过具有并入本文中的如本文所描述的新颖特征的现有EDA系统来实践本一般发明性概念。可通过更改EDA系统的程序代码来实行此并入，或此并入可作为功能模块而并入，以通过(例如)应用编程接口(API)或其它此类机构来与现有EDA系统交互。

在一些实施例中，系统300可包含一个或一个以上图形用户接口306。在本文中参看各图而提供用户接口306的一些可能实例。然而，本发明的范围无意限于这些实例。用户接口306可与一个或一个以上外围装置(未图示)通信。外围装置可包含显示单元和一个或一个以上输入装置(例如鼠标、跟踪球、指示笔、触摸屏和/或触摸垫等等)。硬件装置与由处理器302执行的合适编程的处理指令的组合形成用户接口306。在本一般发明性概念的某些实施例中使用用户接口306以在显示器上以有意义的形式将数据呈现给用户，例如通过电路示意图、电路布局图、电路测试工作台接口、例如文件目录的数据管理接口的图像，以及用户所辨识的其它图像。

在一些实施例中，用户接口306还可将任何输入装置的用户操纵解译成可由过程控制器308辨识的消息和指令。用户接口306可包含多个用户控制以向用户提供与系统300的交互性和对系统300的控制。用户控制可包含上文所描述的输入装置，且还可包含显示器上的软件实施的控制，例如按钮、命令菜单、文本命令条目块以及其它合适的软件控制。可通过合适配置的图形用户接口(GUI)来满足用户接口306的前述描述内容，为了提供对一般发明性概念的简明描述，将省略上述各者的实施细节。

在优选实施例中，系统300可包含处理器控制器308以协调和控制系统300的功能组件的互操作，以便实现充分操作的数据处理系统。过程控制器308可经配置以协调和控制系统300的功能组件的互操作，以便实现充分操作的数据处理系统。举例来说，过程控制器308可接收对应于用户接口306的用户操纵的数据，可将数据格式化成存储器中的命令和/或数据位置，且可将此信息传达到系统300的适用的功能模块。过程控制器308随后可接收来自适用的功能模块的经处理数据，并将所述数据转发到另一功能模块，以及以在用户接口306上指示此处理。过程控制器360将根据系统300的实施方案而执行其它协调和控制操作，且此些其它操作以及其实施方案可由较广范围的众所周知的过程控制方法和装置来体现。本一般发明性概念意欲涵盖过程控制器308的所有此些替代方案，包含多线程和分布式过程控制方法。

系统300可包含维持根据设计者的规范来设计、分析、修改和制造电路所必需的所有数据的电路对象的数据库312。如本文中所使用，电路对象是一种数据结构，其可存储在存储器装置中以含有电路元件的数据，以使得电路元件可被查看、修改、与其它电路元件互连且在由用户选择的一个或一个以上电路设计上下文中分析。此可通过合适的数据抽象技术来实现，使得特定电路元件可(例如)呈现为示意性条目设计上下文中的示意性符号，呈现为布局设计上下文中的占用部分，呈现为电路路由设计上下文中的路由组件，且作为电路分析和设计检验上下文中的组件模型而提供。电路对象还可为分层的，借此电路对象含有经互连以形成具有示意性符号、布局占用部分和在电路中用作单个元件的终端特征模型的组件的电路元件的其它电路对象。此电路对象的实例为运算放大器。类似地，分析对象可为一种数据结构，其可存储在存储器装置中以含有非电路元件的数据(例如，单元数据)，以使得非电路元件可被查看、修改、与其它非电路元件互连且在由用户选择的一个或一个以上电路设计上下文中分析。将理解，在下文的描述内容中，除非另有清楚的对相反方面的陈述，否则下文所述的如在电路元件或非电路元件上执行的操作暗示着可分别由系统300的组件对所含电路对象或分析对象执行操作。

将理解，根据上文所给出的定义，互连和电力分布组件(例如终端垫、电线、导电迹线及其区段、层间通孔、电源平面和接地平面等被视为电路元件，且可包含在存储器中的对应的电路对象中。虚拟节点也可存储在电路对象中，以及连接在虚拟节点之间的任何等效电路模型中。此外，电路承载媒体也是可包含在电路对象中的电路组件。因此，电路设计者可在(例如)硅的电路承载媒体上构造电力分布电路，硅具有已知的电容率，其可存储在电路承载媒体的电路对象中。可从形成电力分布电路的组件的电路对象获得此些物理常数和电路组件尺寸，以构造下文所述的等效电路模型。

在一些实施例中，电路存储区域314可为存储器中(例如，数据存储器312中)的工作空间，在其中存储电路例子。如本文所适用，电路例子是含有查看、修改、分析和评估电路或子电路所必需的所有电路对象的存储器中的数据结构。将理解，尽管图3中仅说明单个电路存储区域，但可在不偏离本一般发明性概念的精神和既定范围的情况下，使用任何数目的此些存储区域来提供如本文所描述的既定目的。另外，可将电路存储区域界定为静态存储器结构，或可被动态分配。本一般发明性概念不限于电路存储区域的特定实施方案。

现在参看图4，提供描绘根据本发明的系统400的示范性实施例。系统400可允许分析多种不同类型的模型和/或数据集合。以此方式，系统400可包含但不限于封装模型402、芯片电力模型404、电力噪声/轮廓显示器406、IC布局规划408以及PDN时序分析模型412。

在一些实施例中，系统400可经配置以执行PDN分析过程410，其可经配置以分析复合电力输送网络的性能(包含电力完整性、静态和动态IRDrop)。举例来说，来自各种EDA数据库的那些具有多个电力网的复合电力输送网络，所述多个电力网具有一些不规则形状(例如，裂口、空穴、切口)以及缝合电力、接地和信号通孔、短有损导体迹线和频率相依电介质材料。

再次参看图4，芯片电力模型404(例如，电流分布和无源电路网表)可从一个或一个以上EDA数据库获得，且封装电力模型402可从一个或一个以上EDA数据库获得。其它板模型(例如，母板/子卡)也可通过如图39所示的共同设计流程一起分析。PDN分析410可实现IRDrop分析和PI分析以获得所述系统中的DIE侧处的阻抗和电压降结果。根据分析结果，可通过修改堆叠/IC组件布局规划408且优化去耦电容器来改进电力性能。如本文中所使用的术语“堆叠”打算指代多层板中的层的布置和类型。

出于本发明的目的，去耦电容器可指代用以使电网络或电路的一部分彼此去耦的电容器。其它电路元件所引起的噪声可通过电容器来分流，进而降低其对电路其余部分的影响。通过使用整个提取电力系统模型来共同模拟，可准确地模拟时序分析，即SSN/SSO/EMC/EMI分析。这在图39到图43中进一步详细论述。

现在参看图5，提供描绘示范性复合PDN结构500的示意图。任何给定电力输送网络可包含广泛多种形状。举例来说，给定PDN中的元件经常被分类为均匀(例如，平行板波导、电力/接地平面)以及非均匀(例如，本文中所识别的不连续性结构)。在本发明的一些实施例中，对于每一不连续性结构，可导出并向量格林函数。一旦已实现这点，便可使用矩量法分析来提取S/Y参数。这些S/Y参数模型可在网表中实施，且整个PDN可使用一个或一个以上电路模拟器来模拟。

大多数电磁问题可依据非齐次方程式来陈述：

方程式(1)                            LF＝g

其中L为运算符，其可为微分、积分或积分-微分，g为已知激发或源点函数，且F为待确定的未知函数。一般来说，矩量法为用于求解方程式(1)的程序。所述方法之所以这么命名是因为通过与恰当加权函数相乘且进行积分来采用矩量法的过程。矩量法实质上为加权残值法。因此，所述方法适用于求解微分方程式和积分方程式两者。

用于应用矩量法来求解方程式(1)的程序可涉及四个步骤：

1.导出恰当的积分方程式(IE)；

2.使用基础(或扩展)函数和加权(或测试)函数将IE转换(离散化)为矩阵方程式；

3.对矩阵元素求值；以及

4.求解矩阵方程式且获得所关注的参数。

矩量法方法可能需要仅计算边界值，而非整个空间中的值，因而其可对于具有较小表面/体积比的问题来说在计算资源方面显著较有效。在概念上，矩量法方法可涉及在经建模表面上方构造“网格”。如上文所论述，矩量法适用于可针对其计算格林函数的问题。格林函数大体上指代用以求解服从特定初始条件或边界条件的非齐次微分方程式的一类函数。

再次参看图5，电力和接地网可包含复杂的物理结构，这与图1A中所示的那些相反。举例来说，电力网可具有裂口形状，且可包含(例如)电力通孔、接地通孔和信号通孔。另外且/或替代地，可从裂口形状、电力通孔、接地通孔、信号通孔、平面裂口、空穴、通孔反焊盘、平面边缘、引脚、穿通孔、夹层平面边缘、平面对、底部短接通孔、上覆裂口平面和夹层裂口平面产生耦合效应。出于本发明的目的，这些可包含于短语“不连续性模型”内。本发明的实施例提供对用于这些不连续性结构的具体电磁(EM)模型的几何形状提取。

现在参看图6，提供描绘与本发明一致的一些示范性操作的流程图600。一些操作可包含几何形状提取602以及产生三维自适应网格604。操作可进一步包含识别不连续性模型606以及电力和接地平面对608。一旦已识别了这些模型，便可随后使用(例如)三维矩量法技术和Y参数方法614、616对其进行建模610、612，如下文进一步详细论述。操作可进一步包含在特定导体的上部表面和下部表面上的多节点连接618以及最终PDN模拟620。

基于所提取的几何形状，可产生图7中所示的三维自适应矩形网格配置，其描绘多个层以及与裂口、空穴、通孔反焊盘等组合的形状。举例来说，图8描绘三维自适应网格，其中每一层具有相同的网格，而每一网格单元不需要在四个角落节点处彼此对准。这可减少单元的总数目，因而改进PDN分析过程的性能。

现在参看图9，提供描绘根据本发明的示范性实施例的图900。图900展示三维网格，其具有瓦片902、单元904以及瓦片的俯视图906和瓦片的横截面图908。出于本发明的目的，每一网格由术语“瓦片”表示，而嵌入在“瓦片”中的每一邻近导体被称为“单元”。电力输送网络(PDN)分析过程可用以产生瓦片及其相关单元结构。如下文进一步详细论述，可使用矩量法方法来提取电磁(EM)模型(例如，具有长度和宽度的单位Y参数)。

现在参看图10，提供描绘本发明的图1000的示范性实施例。图1000描绘瓦片结构1002，其具有五个导电层L1到L5。与每一导体仅在一个X-Y位置处具有一个节点的传统方法相反，本文中所描述的电力输送网络分析过程可包含其中每一导体在其上部表面和下部表面上分别具有两个节点的方法。如图10所示，上部节点不连接到一个导体(例如，L1)的下部节点，因为由于较高频率下的集肤效应而没有任何电流从上部节点传到下部节点。举例来说，在每一上部表面和每一下部表面上具有不同节点，其中在瓦片中具有5个导电层。例外的是，每一瓦片的顶部层和底部层可仅在其内部表面中具有一个节点。

如图10中说明且根据本发明的实施例，可利用例如在图10的导体上代表性说明的虚拟节点。如本文中所使用，“虚拟节点”为导体上的与形成导电元件(例如物理上可实现的电路元件的端子或导电元件的结)之间的连接的物理节点相反的位置。虚拟节点可在物理上远离与物理电路元件的连接，但可充当关于某些分析技术的物理节点，例如形成等效电路模型的网格的互连，如本文中的示范性实施例中描述。本文中对术语“节点”的任何使用均可指代虚拟节点。虚拟节点还可界定可在数值建模过程中对数学运算求值所在的点。举例来说，除了下文描述的等效电路建模以外，根据本发明构造的虚拟节点的配置可用以通过例如有限差时域建模、有限元素法和矩量法等数值分析技术来估计本文中的电路设计。

根据本发明的实施例，可放置任何数目的虚拟节点以便以减少常规技术所需要的网格点的数目的方式符合任何任意形状。根据本发明实施的自适应网格可减少存储容量，且还减少用以分析特定电路设计的计算的数目。在本发明的某些实施例中，虚拟节点可根据坐标系(例如笛卡尔坐标系)来对准。

在本发明的某些实施例中，虚拟节点可包含于在每一节点周围界定单元的区域(例如单元)中。如本文中所使用，单元为可划分为其它单元且/或与邻近单元结合以形成单个单元的区的界定。单元可具有任何合适的形状。

现在参看图11，提供描绘本发明的图1100的示范性实施例。图1100描绘复合PDN结构1101的分解。在已针对一个瓦片中的每一单元获得模型之后，上部节点无法直接连接到下部节点。因此，可提取来自平面裂口和平面边缘以及通孔/引脚的不连续性模型以链接上部和下部表面节点。图11中详细展示如电力、接地和信号通孔(其中一端短接以用于不同网连接，两端短接以用于相同网连接，两端在两个平面当中开放)、上层平面裂口、夹层平面裂口、夹层平面以及平面边缘和被截平面边缘等不连续性结构。具体地说，PDN结构1101可分解为引脚1102、穿通孔1104、夹层平面边缘1106、平面对1108、夹层裂口平面1110、上覆裂口平面1112和底部短接通孔1114。应注意，这些不连续性结构仅仅是出于示范性目的而提供的，因为其它实施例也属于本发明的范围内。

现在参看图12，提供描绘本发明的图1200的示范性实施例。图1200描绘由多个单元1204a到1204e构成的一个瓦片1202。在一个实施例中，如果此指定单元的层堆叠(例如，厚度、两个导体的导电率、包含厚度介电常数的电介质材料、损耗因数)尚未被提取(如图12所示)，那么在模型提取过程期间，可通过矩量法来提取每一“单元”的平面模型。

现在参看图13，提供描绘本发明的图1300的示范性实施例。图13展示由四个片段构成的一个网格单元。应注意，具有不同尺寸(例如，长度和宽度)的单元可具有不同S/Y/Z参数模型。举例来说，可采用4个Y参数模型1302来在设计阶段期间分析网格状矩形单元1304的频率相依特性，使得可采取谨慎的设计措施。图13描绘单元模型包含单元内所含有的多个4环形片段Y参数模型。每一片段可使用矩量法来建模，其中在两侧上具有全磁条件边界，如图14所示。

现在参看图15，提供描绘本发明的图1500的示范性实施例。过去，模型提取可能由于存在很多不同单元而花费大量时间，即使其具有相同层堆叠，如图15所示。本发明的电力输送网络(PDN)分析过程可利用具有一个单元单位长度和宽度的定标Y参数模型。这可由编程者设定，且可用于单元模型提取。出于本发明的目的，这可在本文中称为“CELLDEF”。使用CELLDEF，具有相同层堆叠和不同长度/宽度的任何单元例子可在不需要执行矩量法字段求解程序重复的情况下获得，这可显著改进模型提取过程。术语“字段求解程序”大体上指代能够求解麦克斯威尔方程式中的一者或一者以上的专门程序。

现在参看图16，提供描绘本发明的图1600的示范性实施例。图1600说明一个实施例，其利用矩量法/CELLDEF方法来对平面单元进行建模。在一些实施例中，可将顶部和底部导体两者视为正常有损材料，且可使用矩量法方法来确定等效磁流。可分别通过利用格林函数来计算三个区(例如，区a、区b和区c)中的EM场。这可通过将TEM源压印在一个端口处且计算在两个端口处所反射和透射的EM场来实现。S/Y参数可使用此方法来计算。在提取单位单元模型之后，可不立即产生新的Y单元模型例子。在本发明中，针对平面单元例子创建具有设定长度和宽度的定标Y参数模型。即使可通过用于每一例子的给定长度和宽度来获得Y参数模型，在本发明中也不直接产生Y参数模型，而是用两个定标参数——长度和宽度。以下是电路网表中所提供的一个特定消费实例：Y_例子n1L1 n2L1 n1L2 n2L2文件＝cell.ynp宽度＝2.1 长度＝4.2，其中文件“cell.ynp”是具有单位长度＝1mm、长度＝1mm的CELLDEF，且n1L1、n2L1、n1L2和n2L2为4个Y参数节点的名称。宽度和长度为来自网格状瓦片/单元或矩形平面对结构的给定尺寸。通过使用本文中所描述的电力输送网络(PDN)分析过程，可显著减少针对Y参数模型例子读取/写入文件的存储和/或剖析过程。使用来自CELLDEF的单位Y参数，模拟器可在内部根据其长度和宽度参数来重构并修改所述值。

现在参看图17，提供描绘本发明的图1700的示范性实施例。图1700说明一个实施例，其描绘夹层裂口-平面结构的横截面图，所述夹层裂口-平面结构包含平面裂口和平面边缘不连续性模型。如上文所提及，单元模型的上部表面和下部表面上的节点可不直接彼此连接，而是通过平面和通孔不连续性模型。在图17中，存在一个裂口平面/间隙，其具有厚度“t_c”、宽度“w”，且嵌入到两个顶部和底部平面中。对于中间层导体，在左侧上存在两个节点n1L1和n1L2，且其分别属于“单元1”1702和“单元3”1706。所述两个节点n1L1和n1L2位于左侧上，且其分别对应于“单元2”1704和“单元4”1708。这四个节点可通过裂口平面模型与8节点Y参数模型连接。出于简化目的，可通过假设n1L1和n1L2节点在裂口位置处短接且接着连接到平面裂口不连续性模型来采用6节点平面不连续性模型。根据图17，给定裂口平面及其堆叠的宽度，且此裂口的长度为一个变量。因此，用于裂口平面和边缘平面的Y参数仅具有一个可变参数——长度。此处，使用标度参数。以下是用于电路网表中的夹层裂口平面的消费实例：Y_例子n1L1 n2L1n1L2 n2L2 n1L3 n2L3文件＝cell.ynp标度＝2，其中文件“cell.ynp”是具有单位宽度＝1mm的不连续性模型，且n1L1、n2L1、n1L2、n2L2、n1L3和n2L3为夹层裂口平面的6个Y参数节点的名称。标度是来自网格状裂口平面结构的给定尺寸。

现在参看图18，提供描绘本发明的图1800的示范性实施例。图1800说明一个实施例，其描绘多个额外平面不连续性模型。举例来说，图1800包含上覆裂口平面模型1802、夹层裂口平面模型1804、上覆平面边缘模型1806和平面对1808。如图18所示，平面边缘不连续性模型所需要的节点的数目可为二，而裂口平面不连续性模型所需的节点的数目可为四，这在下文中进一步详细说明。在已提取平面单元模型和平面不连续性模型之后，可使用矩量法计算和/或频率相依集肤效应函数来提取通孔模型。在一些实施例中，可不对通孔参数模型进行定标。因此，每一不同类型的通孔堆叠和尺寸可具有不同Y参数模型。通孔模型可细分为若干类型，如图19所示。

现在参看图19，提供描绘本发明的图1900的示范性实施例。图1900说明一个实施例，其描绘电力输送网络中所存在的不同类型的通孔中的一些通孔。在一些实施例中，在两个平面之间的包含电力通孔、接地通孔和信号通孔的通孔结构可通过矩量法来准确地建模。如图19所示，模型1到3指示平面对和通孔/引脚模型，且模型4到5指示具有微带配置的通孔模型。

现在参看图20，提供描绘本发明的图2000的示范性实施例。图2000说明一个实施例，其描绘根据本发明的通孔圆柱形端口。在此实施例中，圆柱形端口可包含两个节点，一个节点在上部层上且另一个节点在下部层上。可界定圆柱形端口并将其连接到邻近于其的矩形单元，这在图21中说明。换句话说，通孔可连接到邻近平面单元节点。此外，所创建的电路网表中的一个平面导体上的上部节点和下部节点可短接在一起，如图22所示。图22描绘一个通孔穿过具有一个反焊盘的平面结构，此时反焊盘足够小而在网格处理期间忽略不计以获得较高性能。剩余部分是不具有任何其它重叠部分的单个平面网格模型。此Y参数模型可使用集肤效应公式Zs来获得。在一些实施例中，两个节点之间的表面阻抗可转移到两节点Y参数模型中。接着，定标Y参数模型“SKINDEF”可用于对单个平面进行建模。除了节点数目可仅为二之外，其可具有相同描述。

在一些实施例中，类似于平面对模型，可采用皮肤模型来处理单个平面/形状结构。首先，形状还可通过矩形网格来网格化，因为每一网格可由四个Y参数皮肤模型来表示。出于本发明的目的，Y参数皮肤模型可从具有一个标度(宽度/长度)值的SKINDEF Y参数模型导出，其中具有一个单位标度＝1.0的SKINDEF模型通过分析全波方法作为以下方程式(2)来提取：

$Z_s=\frac{k}{\mathrm{\σ}}\frac{e^{\mathrm{kt}}+e^{-\mathrm{kt}}}{e^{\mathrm{kt}}-e^{-\mathrm{kt}}}---\left(2\right)$

其中且t为单个平面的厚度。对于此SKINDEF模型，具有不同标度的皮肤模型可用其实际宽度/长度比来获得，这可类似于上文提供的CELLDEF实例。在提取单位皮肤模型(SKINDEF)之后，可产生新的Y皮肤模型例子。出于本发明的目的，即使可通过用于每一例子的给定宽度/长度来获得Y参数模型，也可用定标参数——宽度/长度来产生Y参数模型，这可从单个平面单元例子来创建。以下是电路网表中的消费实例：Y_例子n1L1 n2L1文件＝skin.ynp标度＝0.5，其中文件“skin.ynp”为具有单位标度＝1.0的SKINDEF，且n1L1和n2L1为2个Y参数节点的名称。标度为来自网格状矩形单平面结构的给定尺寸(例如，宽度/长度)。通过使用此方法，可大大减少针对Y参数模型例子读取和/或写入文件的存储和剖析过程。使用来自SKINDEF的单位Y参数，模拟器可在内部根据其标度参数来重构并修改所述值。

现在参看图23，提供描绘本发明的图2300的示范性实施例。图2300说明一个实施例，其描绘本文中所描绘的电力输送网络分析过程。在已针对平面对、平面不连续性、具有表面阻抗的单个平面以及通孔和引脚结构获得Y参数模型之后，PDN分析过程可并入有图23所示的组件中的一些或所有组件。通过在组件引脚上输入激发源，可使用三维检视器来监视或检视任何测量引脚上的电压降和阻抗，如下文进一步详细论述。

现在参看图24，提供描绘本发明的用户接口2400的示范性实施例。用户接口2400说明一个实施例，其可根据本发明的电力输送网络分析过程来使用。如图24所示，用户接口2400可允许设计者使用电力和接地标签2401来配置电力和接地网以用于分析。UI 2400可允许设计者向设计中的电力和接地网指派正确电压。这可利用“识别DC网”标签2402来完成。UI 2400还可允许设计者选择电力和接地网来进行分析。这可利用“选择DC网”标签2404来完成。UI 2400还可允许设计者使用“组件和端口”标签2406来指定源(VRM)或汇(虚拟)激发端口。UI2400还可允许设计者通过利用“横截面”标签2408来界定具有必备厚度、导电率、介电常数和损耗因数的横截面。UI 2400可进一步允许设计者使用“库管理”标签2410来配置库路径以包含所有所需模型。UI 2400还可允许设计者使用“模型指派”标签2412向所有相关组件指派恰当模型。UI 2400还可允许设计者以正确钻孔和规则/热/反焊盘参数界定所有引脚/通孔焊盘堆叠。额外和/或替代的选项也属于本发明的范围内。

现在参看图25，提供描绘本发明的用户接口2500的示范性实施例。用户接口2500说明一个实施例，其可根据本发明的电力输送网络分析过程来使用。如图25中所示，用户接口2500可允许设计者通过选择“去耦电容器”标签2501来配置一个或一个以上去耦电容器。UI 2500可向设计者提供设计中的所有现存电容器。“网滤波器”标签2502可用以显示和配置用于特定电力网的去耦电容器。为了配置其它库中的电容器，可选择“库标签”2504。一旦被激活，便可选择额外电容器来进行分析。可在每一电容器上使用右击激活来获得额外弹出菜单命令。UI 2500向设计者提供使用标签2508在必要时添加、删除和编辑电容器模型的能力。额外和/或替代的选项也属于本发明的范围内。

现在参看图26，提供描绘本发明的用户接口2600的示范性实施例。用户接口2600说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图26中所示，用户接口2600可允许设计者使用“组件和端口”标签2602为选定组件配置端口信息(例如，端口类型、激发和分组)。UI 2600可包含组件窗口2604，其可允许设计者选择组件以便在显示面板2606中显示对应的引脚/端口信息。UI 2600可包含“编辑简档”标签2608，其可允许设计者为共同设计流界定额外的封装和/或裸片简档。UI 2600可进一步包含“返回路径”标签2610，其可允许设计者为选定电力网中的每一电力引脚指定返回路径。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图27，提供描绘本发明的用户接口2700的示范性实施例。用户接口2700说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图27中所示，用户接口2700可在“电力和接地”标签2701下包含“分析”标签2702。分析标签2702可包含多种选项，包含(但不限于)网格、静态IRDrop、PI平面和PI网络分析。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图28，提供描绘本发明的用户接口2800的示范性实施例。用户接口2800说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图28中所示，用户接口2800描绘返回路径配置，其可在来自图26的返回路径标签2610的激活后即刻显示。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图29，提供描绘本发明的用户接口2900的示范性实施例。用户接口2900说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图29中所示，用户接口2900描绘返回路径配置，其可在来自图26的端口分组标签2612的激活后即刻显示。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图30，提供描绘本发明的用户接口3000的示范性实施例。用户接口3000说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图30中所示，用户接口3000描绘在“偏好”显示的“一般”标签3001的激活后的显示。UI 3000可包含若干用户可编辑字段，其中的一些可包含(但不限于)三角接法电流、电压脉动、电压(DC)IRDrop、电流阈值、密度阈值、温度升高阈值、目标阻抗形状(默认)：转角频率和斜率(dB/十倍频程)、去耦电容器：安装电感和有效半径。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图31，提供描绘本发明的用户接口3100的示范性实施例。用户接口3100说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图31中所示，用户接口3100描绘在“偏好”显示的“模拟”标签3101的激活后的显示。UI 3100可包含若干用户可编辑字段，其中的一些可包含(但不限于)下部频率、上部频率、扫描标度和频域中的扫描数目以及时域中的持续时间和分解时间。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图32，提供描绘本发明的用户接口3200的示范性实施例。用户接口3200说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图32中所示，用户接口3200描绘在“偏好”显示的“字段求解程序”标签3201的激活后的显示。UI 3200可包含若干用户可编辑字段，其中的一些可包含(但不限于)网格信息3202和字段求解程序信息3204。UI 3200可允许设计者在计算网格信息3202以及提供精细、定期、粗略和定制选项时选择考虑引脚/通孔的形状中的空穴。对于字段求解程序3204，可提供全波模型选项以及可编辑环境温度和表面粗超度字段。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图33，提供描绘本发明的用户接口3300的示范性实施例。用户接口3300说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图33中所示，用户接口3300描绘在“字段求解程序”显示3201的“忽略层”标签3206的激活后的显示。UI 3300可为设计者提供选择在模拟期间忽略哪些层的选项。一旦选择给定层，就可在模拟中忽略选定层中的所有形状和路径。如图33所示，还可提供例如层名称和类型等其它选项。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图34，提供描绘本发明的用户接口3400的示范性实施例。用户接口3400说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图34中所示，用户接口3400描绘在激活(例如鼠标按钮的右击等)后设计者可用的选项。图34中提供的个别选项的选择可导致本文所描述的用户接口中的一者或一者以上的产生。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图35，提供描绘本发明的用户接口3500的示范性实施例。用户接口3500说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图35中所示，用户接口3500描绘在激活(例如鼠标按钮的右击等)后设计者可用的选项。图35中提供的个别选项的选择可导致本文所描述的用户接口中的一者或一者以上的产生。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图36，提供描绘本发明的用户接口3600的示范性实施例。用户接口3600说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图36中所示，用户接口3600描绘在已选择阻抗选项之后的显示。更具体地说，UI 3600展示在一个电源外形上的顶部和底部表面处的阻抗。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图37，提供描绘本发明的用户接口3700的示范性实施例。用户接口3700说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图37中所示，用户接口3700描绘在已选择图36的彩色图例选项3602之后的显示。如图37中所示，设计者可从阻抗、电压、电流、密度和温度升高格式中进行选择。可将特定的数值指派给彩色图例中的个别色彩。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图38，提供描绘本发明的结果集合3800的示范性实施例。结果集合3800说明针对模拟的每一组件引脚而显示的阻抗曲线。结果集合3800可至少部分地基于图37的用户接口3700中所提供的信息而产生。在从UI 3700选择其它选项后，可即刻以图形方式显示大量额外结果。

现在参看图39，提供本发明的描绘芯片-封装-板配置3900的示范性实施例。图39中所提供的配置描绘封装3902、PCB(子卡)3904和PCB(母板)3906。连同板级下的PDN模型，封装和芯片电力模型以及其它链接板PDN模型可使用一个或一个以上映射文件为系统电力共同设计流而连接。如先前参看图4所论述，来自一个或一个以上EDA应用程序的芯片电力模型404(例如，电流分布和无源电路网表)、来自一个或一个以上EDA应用程序的封装电力模型402、其它板模型(例如，母板/子卡)也可通过共同设计流来一起分析，如图39所示。PDN分析410可允许IRDrop分析和PI分析，以在系统中的DIE侧获得阻抗和电压降结果。根据分析结果，可通过修改堆叠/IC组件布局规划408和优化去耦电容器来改进电力性能。通过与整个所提取的电力系统模型共同模拟，可准确地模拟时序分析(例如，同时切换噪声(SSN)、同时切换输出(SSO)、电磁兼容性(EMC)以及电磁干扰(EMI))。

现在参看图40，提供描绘本发明的用户接口4000的示范性实施例。用户接口4000说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图40中所示，用户接口4000可允许设计者使用“组件和端口”标签4002为选定组件配置端口信息(例如，端口类型、激发和分组)。UI 4000可包含组件窗口4004，其可允许设计者选择组件以便在显示面板4006中显示对应的引脚/端口信息。UI 4000可包含“编辑简档”标签4008，其可允许设计者为共同设计流界定额外封装和/或裸片简档。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图41，提供描绘本发明的用户接口4100的示范性实施例。用户接口4100说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图41中所示，用户接口4100展示在图40的编辑简档标签4008的激活后即可产生的可能显示的一个实施例。如图41所示，UI 4100可包含封装模型信息4102、裸片模型信息4104和连接面板信息4106。封装模型信息4102可包含(但不限于)装置名称、封装模型识别和PTMF标签4108。裸片模型信息4104可包含(但不限于)裸片名称、裸片模型、裸片负载和PTMF标签4110。连接面板4106可至少包含板到封装连接选项、封装到裸片连接选项和吸收电流选项。额外和/或替代选项也在本发明的范围内。

现在参看图42，提供描绘本发明的用户接口4200的示范性实施例。用户接口4200说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图42中所示，用户接口4200描绘在图41所示的封装PTMF标签4108的激活后即可产生的显示。UI 4200包含引脚映射接口4202，其可允许设计的某些组件的添加和/或删除。UI 4200可进一步包含可选择连接选项4204，在此特定实例中，已选择“板”选项。如图42中所示，一旦已选择特定组件(例如“U1”)，就在引脚显示部4206中提供对应的引脚。引脚显示部4206可包含若干字段，包含(但不限于)引脚名、引脚使用、网名、端口名、引脚位置和单元名。UI 4200可进一步包含添加和/或删减个别引脚和端口的选项。

现在参看图43，提供描绘本发明的用户接口4300的示范性实施例。用户接口4300说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图43中所示，用户接口4300描绘在图41所示的封装PTMF标签4110的激活后即可产生的显示。UI 4300包含引脚映射接口4302，其可允许设计的某些组件的添加和/或删除。UI 4300可进一步包含可选择连接选项4304，在此特定实例中，已选择“芯片”选项。如图43中所示，一旦已选择特定组件(例如“U2”)，就在引脚显示部4306中提供对应的引脚。引脚显示部4306可包含若干字段，例如上文参看图42而描述的字段。类似地，UI 4300也可包含添加和/或删减个别引脚和端口的选项。

在一些实施例，端口或引脚端子映射文件(PTMF)是指可根据本发明而使用的一种类型的映射文件。下文提供PTMF的一部分的实例。

[连接]板 U1 151

[连接类型]PCB

[电力网]

U16    U1_U16    CVDD   4.445000e+003     -5.715000e+003

U14    U1_U14    CVDD   1.905000e+003     -5.715000e+003

U12    U1_U12    CVDD   -6.350000e+002    -5.715000e+003

U10    U1_U10    CVDD   -3.175000e+003    -5.715000e+003

[连接]芯片 U2 298

[连接类型]DIE

[电力网]

V48    U2_V48    CVDD   -4.100000e+003    1.900000e+003    DIE_PAD

V44    U2_V44    CVDD   -3，300000e+003   1.900000e+003    DIE_PAD

V40    U2_V40    CVDD   -2.500000e+003    1.900000e+003    DIE_PAD

现在参看图44，提供描绘本发明的系统图4400的示范性实施例。图4400说明可根据本发明的电力输送网络分析过程而使用的一个实施例。如图44中所示，本文所述的实施例可允许显示电力输送网络(PDN)分析的一个或一个以上结果。在一些实施例中，可显示三维图像4402，其描绘使用电磁检视器4406的PDN分析的结果4404中的一者或一者以上。在一些实施例中，EM检视器4406可接收网层和/或背景信息4408，且可与大量其它类型的软件(包含其它类型的EDA软件4410)交互。

现在参看图45，展示与本发明一致的用户接口4500的示范性实施例。UI 4500可经配置以至少部分地基于来自本文所述的电力输送网络分析的结果而显示一个或一个以上三维图像。UI 4500可包含三维显示面板4502，其可经配置以显示实际图像。UI 4500可进一步包含若干额外菜单，其中的一些可包含(但不限于)可见性菜单4504、输出菜单4506、阈值菜单4508和显示菜单4510。

在一些实施例中，UI 4500可经配置以在时域和/或频域中产生三维动画。UI 4500可包含数据格式指示符4512，其可允许设计者在时域中的电压、电流、密度和温度或频域中的阻抗之间进行选择。电力输送网络分析过程可使用此选择以便产生图像以供在显示面板4502中显示。UI 4500可进一步包含显示图案指示符4514，其可允许设计者在栅格图案与填充图案之间进行选择。UI 4500还可包含使用2D/3D选择标签4515在二维与三维动画之间进行选择的选项。另外和/或替代地，可为设计者提供额外选项，其中的一些可包含(但不限于)使所述动画播放、停止、快进和倒带，如由控制标签4516所描绘。在一些实施例中，PDN分析过程可允许调整影片速度，例如经由可以帧/秒为单位来设置影片速度的用户可编辑字段。在一些实施例中，PDN分析过程可允许使用旋转标签4518来旋转所显示的图像。举例来说，所述过程可允许设计者通过选择旋转标签4518或者通过按住“ctrl”键且利用例如鼠标等外围装置来旋转三维结果。

在一些实施例中，UI 4500可包含相机选项，例如相机下拉菜单4520。相机下拉菜单4520可为设计者提供将相机位置引导在顶部、底部、前、后、左和右位置的选项。另外或替代地，UI 4500可提供缩小和放大能力以及在显示面板4502内移动图像的能力。

在一些实施例中，UI 4500可包含最差情况功能性，例如最差情况标签4522。在任一给定位置处，可根据频率点的变化来改变阻抗，最差情况可对应于整个频率范围下的最大阻抗值。UI 4500可经配置以在最差情况标签4522的激活后即刻产生此值。对于时域，可根据时间来改变电压、电流、电流密度值，最差情况可对应于针对所有时间步长的超过阈值的最大值。应注意，本文所描述的功能性可在动画模式(三维)或图片模式(二维)期间应用。

现在参看图46，提供本发明的描绘输出菜单4600的实施例。在此特定实施例中，将输出菜单4600展示为具有所显示的网信息。这可在选择网信息标签4602后即刻显示。如图46中所示，网信息的一些可能实例可包含(但不限于)电压、阻抗、IRDrop、电流、密度和温度。网信息显示可允许设计者具有改变每一类型的信息的阈值以便得出更佳值的选项。

现在参看图47，提供本发明的描绘输出菜单4700的实施例。在此特定实施例中，将输出菜单4700展示为具有所显示的堆叠信息。这可在选择堆叠标签4702后即刻显示。如图47中所示，堆叠信息的一些可能实例可包含(但不限于)层名称、类型、材料、厚度、导电率、电介质和损耗。网络信息显示可允许设计者具有改变每一类型的信息的阈值以便得出更佳值的选项。字段中的一些可包含彩色编码型显示，其可使用图49中的彩色图例来设置，下文进一步详细描述。在一些实施例中，本发明的电力输送网络分析过程也可允许设计者输入一个或一个以上背景文件。

现在参看图48，提供本发明的描绘可见性菜单4800的实施例。可见性菜单4800可包含指示设计的一些或所有层的显示。可见性菜单4800可允许设计者展示或隐藏层信息。举例来说，且如图48中所示，可见性菜单可包含蚀孔、引脚、通孔、背景和所有选项，其可依据设计者的偏好而隐藏或展示。

现在参看图49，提供本发明的描绘彩色图例4900的实施例。彩色图例4900可允许设计者将一个或一个以上色彩指派给一特定值，如图49中所示。可酌情更改格式和方法，以便执行与目标值的更准确的比较。

现在参看图50，提供本发明的描绘阈值显示5000的实施例。阈值显示5000可包含格式、网和阈值信息。阈值显示5000可进一步包含在画布中显示平面的选项(即，在三维模式下显示或隐藏阈值平面)。阈值显示5000可允许设计者更改阈值，以便改变阈值平面的位置。

现在参看图51，提供本发明的描绘显示菜单5100的实施例。显示菜单5100可包含背景、透明度和亮度选项。显示菜单5100可允许设计者更新工作空间背景色彩和目标对象的透明度和/或亮度，以获得所要的显示结果。

在一些实施例中，本文所描述的三维检视器可允许与各种各样的EDA产品的互用性。举例来说，三维检视器可准许来自可从本发明的受让人购得的任一或所有产品的数据的容易传送。此数据可直接从其它EDA工具直接传送到本文所描述的三维检视器中。

另外和/或替代地，在一些实施例中，三维检视器可允许设计者通过双击(或以其它方式激活)对象波来选择一个个别分波。因此，可在单个窗口中展示选择分波。设计者可接着集中于分波的详细信息，而不因在显示窗口中具有其它波而受到干扰。

现在参看图52，提供本发明的描绘帧菜单5200的实施例。帧菜单5200和/或图45中所示的控制标签4516可为设计者提供检视动画模式或图片模式下的数据变化的选项。另外和/或替代地，帧菜单5200可允许设计者定位特定帧。在一些实施例中，三维检视器所产生的图像可在动画模式或图片模式下输出。

现在参看图53，提供描绘与本发明的电力输送网络分析过程一致的操作的流程图5300。PDN过程可包含：使用至少一个处理器来提取用于与电子电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁(EM)模型(5302)；以及执行电子电路设计的电力输送网络分析，所述PDN分析包含矩量(MoM)计算(5304)。PDN过程可进一步包含显示描绘PDN分析的一个或一个以上结果的三维图像(5306)。大量其它操作也在本发明的范围内。

在本发明的一些实施例中，提供电力输送网络分析过程。基于指定电力和接地网的物理布局，利用对模拟电路中的矩形网格节点的三维自适应空间分解来使指定的电力和接地网网格化。这可在考虑不连续性结构时实现，所述不连续性结构可包含(但不限于)空穴，所述空穴包含电力反焊盘、接地和信号通孔、切口、裂口等。

在一些实施例中，且根据三维自适应网格结果，电力输送网络分析过程可包含全波——矩量法字段求解程序，其可经优化以高效地提取通孔和经网格化的平面和平面不连续性并为其建模。

在一些实施例中，为了加速模型提取和PDN模拟，可使用具有长度和宽度参数的定标Y参数模型来提高具有不同尺寸的平面、平面裂口和平面边缘模型的效率。此外，如本文所述，电力输送网络分析过程可针对经网格化的平面利用独特的上部和下部平面表面节点来连接穿通孔和平面不连续性模型。

在一些实施例中，来自电力输送网络分析过程的结果可在具有物理布局背景和交叉探测函数的三维电磁(EM)检视器中直观地显示。本发明的教示可用于模拟各种电力输送网络(PDN)以高效地提供阻抗和电压降分析。本文所描述的电力输送网络分析过程还可提供板-封装-芯片/板-板电路设计和检验过程的高容量和高准确性。

所属领域的技术人员将明白，可在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明的实施例中作出各种修改和变化。因此，倘若所述修改和变化在所附权利要求书及其均等物的范围内，那么本发明的实施例既定涵盖所述修改和变化。

Claims (15)

1.一种用于显示与电子电路设计相关联的电力输送网络分析的一个或一个以上结果的计算机实施的方法，其包括：

使用至少一个处理器提取与所述电子电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁模型；

执行所述电子电路设计的电力输送网络分析，所述电力输送网络分析包含三维、全波矩量法分析；以及

在图形用户接口处显示描绘所述电力输送网络分析的一个或一个以上结果的三维图像。

2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述三维图像是至少部分基于时域数据和频域数据中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述三维图像是至少部分基于电压、电流、温度上升、电流密度和阻抗中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述三维图像是三维动画。

5.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述三维图像包含最差情况函数。

6.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述三维图像包含交叉探测函数。

7.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其进一步包括提供具有一个或一个以上可编辑字段的可编辑用户接口，所述可编辑字段包含电压、阻抗、电压IRDrop、电流、密度和温度上升中的至少一者。

8.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，其进一步包括导入后台文件。

9.根据权利要求7所述的计算机实施的方法，其进一步包括产生层叠信息显示。

10.一种用于显示与电子电路设计相关联的电力输送网络分析的一个或一个以上结果的计算系统，其包括：

第一软件模块，其经配置以使用至少一个处理器提取与电子电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁模型；

第二软件模块，其经配置以执行所述电子电路设计的电力输送网络分析，所述电力输送网络分析包含三维、全波矩量法分析；以及

第三软件模块，其经配置以在图形用户接口处显示描绘所述电力输送网络分析的一个或一个以上结果的三维图像。

11.根据权利要求10所述的计算系统，其中所述三维图像是至少部分基于时域数据和频域数据中的至少一者。

12.根据权利要求10所述的计算系统，其中所述三维图像是至少部分基于电压、电流、温度上升、电流密度和阻抗中的至少一者。

13.根据权利要求10所述的计算系统，其中所述三维图像是三维动画。

14.根据权利要求10所述的计算系统，其中所述三维图像包含最差情况函数。

15.根据权利要求10所述的计算系统，其中所述三维图像包含交叉探测函数。