CN105824995A - 一种基于物理版图的三维电磁场模型生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物理版图的三维电磁场模型生成方法，属于电磁场技术领域，包括：S100获取或者创建系统互连、封装和芯片的物理版图；S200从物理版图中提取三维电磁场仿真模型所需的电子器件；S300从物理版图中提取仿真三维电磁场模型电子器件之间的互联网络；S400设定待仿真三维电磁场模型的端口、激励模式以及仿真分析参数；S500生成三维电磁场模型。大大简化了建立模型的流程；降低了建立模型的仿真人员的能力需求，即使该仿真人员不具备完整的高频电磁场理论知识和实际工程经验，也能快速的进行建模；大大提高了建模速度，缩短了整个仿真分析过程的时间。

Description

一种基于物理版图的三维电磁场模型生成方法

技术领域

本发明涉及电磁场技术领域，尤其涉及一种三维电磁场模型生成方法。

背景技术

随着集成电路设计技术和工艺水平的不断提高，其规模和复杂程度变得越来越大越高深，需要解决的问题的复杂程度以及与现实条件的近似程度都有了极大的增加，自然对高频电磁场仿真分析的要求也越来越高。用户需要能够很灵活地建立各种模型和设置各种求解参数，特别对几何或物理条件比较复杂的问题以及求解多耦合场问题。

但是由于在建模过程中所涉及的理论较强、参数设置多变，用户需要完整的高频电磁场理论知识和实际工程经验才能建立适当模型并得出最优化的仿真结果，因此对初涉此领域的人员在仿真建模以及仿真分析中存在不小的困难。

在仿真建模与分析过程中，用户虽然知道他们的仿真需求，但是必须参考物理版图设计手工创建仿真模型，包括复杂的三维几何建模与物理模型设置，常常耗时数天乃至数周来完成建模，而且容易出错并且不易发现。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于物理版图的三维电磁场模型生成方法，该物理版图中包括系统互连、封装和芯片，其大大简化了建模流程，提高了建模速度。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于物理版图的三维电磁场模型生成方法，所述三维电磁场模型生成方法包括：

S100创建待仿真三维电磁场模型的物理版图；

S200从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件；

S300从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所述电子器件之间的互联网络；

S400设定所述待仿真三维电磁场模型的端口、激励模式以及仿真分析参数；

S500生成三维电磁场模型。

进一步优选地，在步骤S200，从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件中,具体包括：

S210确定所述物理版图的层级信息和/或工艺结构；

S220设定所述物理版图中各类电子器件的离散仿真分析范围；

S230从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件；

S240计算所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围。

进一步优选地，在步骤S210，确定所述物理版图的层级和/或工艺结构中，具体包括：

S211确定所述物理版图中各层级的材料和厚度；

S212在所述物理版图中的各层级中选定仿真三维电磁场模型仿真所需的层级。

进一步优选地，在步骤S210，确定创建所述物理版图的层级和/或工艺结构中，还包括：

S213确定在所述三维电磁场模型外部区域是否包含参考平面。

进一步优选地，在步骤S220中，设定所述物理版图中各电子器件的离散仿真分析范围，具体包括：

根据所述物理版图中个电子器件的几何尺寸和待仿真三维电磁场模型的仿真需求，设定各类电子器件的外延尺寸形成所述物理版图中各电子器件的离散仿真分析范围。

进一步优选地，在步骤S230中，使用以下至少一种方式从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件中：

基于各电子器件所处的网络逻辑特性选择；

基于各电子器件自身的名称选择；

基于所述物理版图中对各电子器件的编号选择；

直接从所述物理版图的中选择。

进一步优选地，在S240，计算所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围中，具体包括：

获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件的几何位置；

基于仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件的几何尺寸、几何位置以及设定的离散仿真分析范围得到所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围。

进一步优选地，在步骤S300，从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所述电子器件之间的互联网络中，具体包括：

基于仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件在所述物理版图中的网络逻辑特性和物理连接关系获取其互联网络；

基于所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围对获取的所述互联网络进行裁剪。

进一步优选地，在步骤S400，设定所述待仿真三维电磁场模型的端口、激励模式以及仿真分析参数中，具体包括：

基于获取的仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件及其之间的互联网络得到所有可用端口、与端口相应的激励模式以及仿真分析参数。

进一步优选地，所述仿真分析参数包括以下的一个或多个：

仿真所述三维电磁场模型的边界控制方法、是否需要延伸、空气盒的大小；

仿真所述三维电磁场模型求解器所需的求解参数，所述求解参数包括：所述求解器所需的频率、边界条件、材料、物理尺寸；

仿真所述三维物理场模型的频率扫描参数，所述频率扫描参数包括：扫描起始频率、扫描终止频率和扫描步进频率。

本发明提供的基于物理版图的三维电磁场模型生成方法，能够带来以下有益效果：

在本发明中，其能从创建好的物理版图中快速、准确地提取仿真三维电磁场模型所需要的电子器件及其互连网络和相关仿真分析参数，进而自动生成三维电磁场模型。故，当工程师需要创建三维电磁场模型时，工程师只需指定仿真上述三维电磁场模型所需的电子器件并设置相应的仿真分析参数，系统即会自动计算该三维电磁场模型的总体仿真分析范围、所需电子器件的互连网络、该三维电磁场模型中需使用的端口以及各端口对应的激励模式，进而完成三维电磁场模型的自动建立，大大简化了建立模型的流程；降低了建立模型的仿真人员的能力需求，即使该仿真人员不具备完整的高频电磁场理论知识和实际工程经验，也能快速的进行建模；大大提高了建模速度，缩短了整个仿真分析过程的时间。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中基于物理版图的三维电磁场模型生成方法流程示意图；

图2为本发明中从物理版图中获取仿真三维电磁场模型所需的电子器件的流程示意图；

图3为在具体实施例中在物理版图中的各层级中选定仿真三维电磁场模型仿真所需的层级示意图；

图4为在具体实施例中设定个电子器件的外延尺寸示意图；

图5为在具体实施例中基于各电子器件所处的网络逻辑特性选择电子器件示意图；

图6为在具体实施例中基于物理版图中对各电子器件的命名选择电子器件示意图；

图7为在具体实施例中直接从物理版图的中直接单选或者框才选择电子器件示意图；

图8为在具体实施例中计算三维电磁场模型的总体仿真分析范围示意图；

图9为在具体实施例中从物理版图中获取仿真三维电磁场模型电子器件之间的互联网络示意图；

图10为在具体实施例中设定待仿真三维电磁场模型的端口和激励模式示意图；

图11为在具体实施例中三维电磁场边界控制示意图；

图12为在具体实施例中仿真分析参数示意图；

图13为在具体实施例中生成的三维电磁场模型示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明提供的基于物理版图的三维电磁场模型生成方法一种实施方式的流程示意图，从图中可以看出，在该生产方法中包括：S100创建待仿真三维电磁场模型的物理版图；S200从物理版图中获取仿真三维电磁场模型所需的电子器件；S300从物理版图中获取仿真三维电磁场模型电子器件之间的互联网络；S400设定待仿真三维电磁场模型的端口、激励模式以及仿真分析参数；S500生成三维电磁场模型。

在本实施方式中，如图2所示，在步骤S200，从物理版图中获取仿真三维电磁场模型所需的电子器件中,具体包括：S210确定物理版图的层级信息和/或工艺结构；S220设定物理版图中各类电子器件的离散仿真分析范围；S230从物理版图中获取仿真三维电磁场模型所需的电子器件；S240计算三维电磁场模型的总体仿真分析范围。

在本实施方式中，如图3所示，在步骤S210，确定创建物理版图的层级和/或工艺结构中，具体包括：S211确定物理版图中各层级的材料和厚度；S212在物理版图中的各层级中选定仿真三维电磁场模型仿真所需的层级，即在物理版图中哪些层可以忽略不参与后续的三维电磁场模型的仿真。

在本实施方式中，在步骤S210，确定物理版图的层级和/或工艺结构中，具体包括：S211确定物理版图中各层级的材料和厚度；S212在物理版图中的各层级中选定仿真三维电磁场模型仿真所需的层级；S213确定在三维电磁场模型外部区域是否包含参考平面。

在本实施方式中，在步骤S220中，设定物理版图中各类电子器件的离散仿真分析范围，具体包括：根据物理版图中各类电子器件的几何尺寸和待仿真三维电磁场模型的仿真需求，设定各类电子器件的外延尺寸形成离散仿真分析范围，如图4所示。比如，对于IC(IntegratedCircuit，集成电路)器件，IO(Input/OutputInterface，输入/输出接口)连接器，引脚Pin，过孔Via(在线路板中，一条线路从板的一面跳到另一面，连接两条连线的孔)等电子器件来说，根据几何尺寸和仿真单位电磁场模型分析要求，设定他们的外延尺寸得到离散仿真分析范围。

在本实施方式中，在步骤S230中，使用以下至少一种方式从物理版图中获取仿真三维电磁场模型所需的电子器件中：基于各电子器件所处的网络逻辑特性选择，如图5所示，比如，该网络逻辑特性为信号网络类型(电源、地、信号网络)等；又比如，基于电子器件所在的逻辑组来选择，如总线组，差分线对等。基于各电子器件自身的名称选择，比如电阻，电感，电容或者IC器件等。基于物理版图中对各电子器件的命名选择，如图6所示，包括器件、层间过孔、走线、铺铜等，在具体实施例中根据这些名字进行单选或者多选。直接从物理版图的中直接单选或者框才选择电子器件，如图7所示。

在本实施方式中，在S240，计算三维电磁场模型的总体仿真分析范围中，具体包括：获取仿真三维电磁场模型所需的电子器件的几何位置；基于仿真三维电磁场模型所需的电子器件的几何尺寸、几何位置以及设定的离散仿真分析范围得到三维电磁场模型的总体仿真分析范围，如图8所示。

在本实施方式中，如图9所示，在步骤S300，从物理版图中获取仿真三维电磁场模型电子器件之间的互联网络中，具体包括：基于仿真三维电磁场模型所需的电子器件在物理版图中的网络逻辑特性和物理连接关系获取其互联网络；基于三维电磁场模型的总体仿真分析范围对获取的互联网络进行裁剪。

在本实施方式中，如图10所示，在步骤S400，设定待仿真三维电磁场模型的端口、激励模式以及仿真分析参数中，具体包括：基于获取的仿真三维电磁场模型所需的电子器件及其之间的互联网络得到所有可用端口、与端口相应的激励模式以及仿真分析参数，并在物理版图上显示。具体，上述可用端口包括波导端口、集总端口等，仿真分析参数具体包括匹配阻抗等。

在本实施方式中，仿真分析参数包括以下的一个或多个：仿真三维电磁场模型的边界控制方法、是否需要延伸、空气盒的大小等，如图11，以控制三维地磁场模型的边界；仿真三维电磁场模型求解器所需的求解参数，求解参数包括：求解器所需的频率、边界条件、材料、物理尺寸等；仿真三维物理场模型的频率扫描参数，频率扫描参数包括：扫描起始频率、扫描终止频率和扫描步进频率等，如图12所示。

以此如图13所示生成三维电磁场模型。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物理版图的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，所述三维电磁场模型生成方法包括：

S100创建待仿真三维电磁场模型的物理版图；

S200从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件；

S300从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所述电子器件之间的互联网络；

S400设定所述待仿真三维电磁场模型的端口、激励模式以及仿真分析参数；

S500生成三维电磁场模型。

2.如权利要求1所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在步骤S200，从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件中,具体包括：

S210确定所述物理版图的层级信息和/或工艺结构；

S220设定所述物理版图中各类电子器件的离散仿真分析范围；

S230从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件；

S240计算所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围。

3.如权利要求2所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在步骤S210，确定所述物理版图的层级和/或工艺结构中，具体包括：

S211确定所述物理版图中各层级的材料和厚度；

S212在所述物理版图中的各层级中选定仿真三维电磁场模型仿真所需的层级。

4.如权利要求3所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在步骤S210，确定所述物理版图的层级和/或工艺结构中，还包括：

S213确定在所述三维电磁场模型外部区域是否包含参考平面。

5.如权利要求2所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在步骤S220中，设定所述物理版图中各类电子器件的离散分析范围，具体包括：

根据所述物理版图中各电子器件的几何尺寸和三维电磁场模型的仿真需求，设定各类电子器件的外延尺寸形成所述离散仿真分析范围。

6.如权利要求2所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在步骤S230中，使用以下至少一种方式从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件中：

基于各电子器件所处的网络逻辑特性选择；

基于各电子器件自身的名称选择；

基于所述物理版图中对各电子器件的编号选择；

直接从所述物理版图的中选择。

7.如权利要求2所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在S240，计算所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围中，具体包括：

获取仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件的几何位置；

基于仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件的几何尺寸、几何位置以及设定的离散仿真分析范围得到所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围。

8.如权利要求2-7任意一项所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在步骤S300，从所述物理版图中获取仿真所述三维电磁场模型所述电子器件之间的互联网络中，具体包括：

基于仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件在所述物理版图中的网络逻辑特性和物理连接关系获取其互联网络；

基于所述三维电磁场模型的总体仿真分析范围对获取的所述互联网络进行裁剪。

9.如权利要求8所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，在步骤S400，设定所述待仿真三维电磁场模型的端口、激励模式以及仿真分析参数中，具体包括：

基于获取的仿真所述三维电磁场模型所需的电子器件及其之间的互联网络得到所有可用端口、与端口相应的激励模式以及仿真分析参数。

10.如权利要求1或9所述的三维电磁场模型生成方法，其特征在于，所述仿真分析参数包括以下的一个或多个：

仿真所述三维电磁场模型的边界控制方法、是否需要延伸、空气盒的大小；

仿真所述三维电磁场模型求解器所需的求解参数，所述求解参数包括：所述求解器所需的频率、边界条件、材料、物理尺寸；

仿真所述三维物理场模型的频率扫描参数，所述频率扫描参数包括：扫描起始频率、扫描终止频率和扫描步进频率。