JP2000002752A - モデリング方法およびシミュレーション方法 - Google Patents
モデリング方法およびシミュレーション方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配線基板を、マトリクス状に記述することな
しに、かつシミュレーション精度を落とすことなしにモ
デル化する。 【解決手段】 電流変化源が１つある配線基板１（図１
（ａ）参照）の電源／グランドノイズを伝送線路シミュ
レータで解析する際に、配線基板１を電流変化源を中心
とした同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体
として捉え（図１（ｂ）参照）、ドーナツ基板２１〜２
ｎの集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長
さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体に近似し（図１
（ｃ）参照）、矩形基板３１〜３ｎの集合体の各矩形基
板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデル４１〜４
ｎを生成し（図１（ｄ）参照）、各伝送線路モデル４１
〜４ｎを直列に接続して配線基板１のシミュレーション
モデル５とする。
しに、かつシミュレーション精度を落とすことなしにモ
デル化する。 【解決手段】 電流変化源が１つある配線基板１（図１
（ａ）参照）の電源／グランドノイズを伝送線路シミュ
レータで解析する際に、配線基板１を電流変化源を中心
とした同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体
として捉え（図１（ｂ）参照）、ドーナツ基板２１〜２
ｎの集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長
さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体に近似し（図１
（ｃ）参照）、矩形基板３１〜３ｎの集合体の各矩形基
板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデル４１〜４
ｎを生成し（図１（ｄ）参照）、各伝送線路モデル４１
〜４ｎを直列に接続して配線基板１のシミュレーション
モデル５とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はモデリング方法およ
びシミュレーション方法に関し、特に配線基板，微小領
域等の電源／グランドノイズを伝送線路シミュレータで
解析する際にシミュレーションモデルを生成するモデリ
ング方法および生成されたシミュレーションモデルを使
用するシミュレーション方法に関する。
びシミュレーション方法に関し、特に配線基板，微小領
域等の電源／グランドノイズを伝送線路シミュレータで
解析する際にシミュレーションモデルを生成するモデリ
ング方法および生成されたシミュレーションモデルを使
用するシミュレーション方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータの高速化に伴い、ＬＳＩ
（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏ
ｎ）パッケージやプリント配線基板などに発生する電源
／グランドノイズが、高速化の阻害要因として、またＥ
ＭＩ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆ
ｅｒｅｎｃｅ）の発生要因として顕在化しており、電源
／グランドノイズを低減するために、より精度あるシミ
ュレーション方法の確立が望まれている。
（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏ
ｎ）パッケージやプリント配線基板などに発生する電源
／グランドノイズが、高速化の阻害要因として、またＥ
ＭＩ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆ
ｅｒｅｎｃｅ）の発生要因として顕在化しており、電源
／グランドノイズを低減するために、より精度あるシミ
ュレーション方法の確立が望まれている。
【０００３】電源／グランドノイズΔＶは、電流変化量
ΔｉとインピーダンスＺとの積により決定される。電流
変化量Δｉは、主に電流変化源のスイッチングにより発
生する。また、インピーダンスＺは、電流変化量Δｉの
流れる電源層とグランド層との間のインピーダンスであ
り、ＬＳＩパッケージやプリント配線基板などの構造に
より決まる。
ΔｉとインピーダンスＺとの積により決定される。電流
変化量Δｉは、主に電流変化源のスイッチングにより発
生する。また、インピーダンスＺは、電流変化量Δｉの
流れる電源層とグランド層との間のインピーダンスであ
り、ＬＳＩパッケージやプリント配線基板などの構造に
より決まる。
【０００４】電源／グランドノイズの低減には、電流変
化量ΔｉおよびインピーダンスＺの両者を小さくするこ
とが有効であるが、そのためには電流変化量Δｉおよび
インピーダンスＺの正確な把握が必要になる。
化量ΔｉおよびインピーダンスＺの両者を小さくするこ
とが有効であるが、そのためには電流変化量Δｉおよび
インピーダンスＺの正確な把握が必要になる。
【０００５】例えば、ＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏ
ｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ）シミュレータを
用いた伝送線路シミュレーションでは、ＬＳＩパッケー
ジやプリント配線基板などといった物理構造体を、シミ
ュレータが理解できる入力形態であるトランジスタモデ
ル，インダクタンス，キャパシタンス，抵抗といった電
気素子で記述（モデリング）する必要があった。特に、
電源層／グランド層のシミュレーション精度を上げるた
めには、それらを細かいマトリクス状にして記述する必
要があった（例えば、Ｊｏｎｇ−Ｇｗａｎ Ｙｏｏｋ
ｅｔ ａｌ．”Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｉｔ Ｂｏａｒ
ｄｓ”，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ
ＣＯＭＰＯＮＥＴＮＳ，ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ，ＡＮＤ
ＭＡＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ−Ｐ
ＡＲＴ Ａ，ＶＯＬ．２０，ＮＯ．１，ＭＡＲＣＨ １
９９７等参照）。
ｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ）シミュレータを
用いた伝送線路シミュレーションでは、ＬＳＩパッケー
ジやプリント配線基板などといった物理構造体を、シミ
ュレータが理解できる入力形態であるトランジスタモデ
ル，インダクタンス，キャパシタンス，抵抗といった電
気素子で記述（モデリング）する必要があった。特に、
電源層／グランド層のシミュレーション精度を上げるた
めには、それらを細かいマトリクス状にして記述する必
要があった（例えば、Ｊｏｎｇ−Ｇｗａｎ Ｙｏｏｋ
ｅｔ ａｌ．”Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｉｔ Ｂｏａｒ
ｄｓ”，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ
ＣＯＭＰＯＮＥＴＮＳ，ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ，ＡＮＤ
ＭＡＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ−Ｐ
ＡＲＴ Ａ，ＶＯＬ．２０，ＮＯ．１，ＭＡＲＣＨ １
９９７等参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、マト
リクス状のモデリングはシミュレーションの精度を高め
る反面、シミュレーション実行時間の増大を招くという
ことである。特に、汎用のモデラを使ったＬＳＩパッケ
ージやプリント配線基板などのモデリングにおいて、シ
ミュレーション精度とシミュレーション実行時間とをバ
ランスさせるためには、モデラに入力する物理形状を解
析したい周波数に応じて人為的に最適化する必要があ
り、これにはかなりの知識およびノウハウを必要として
いた。
リクス状のモデリングはシミュレーションの精度を高め
る反面、シミュレーション実行時間の増大を招くという
ことである。特に、汎用のモデラを使ったＬＳＩパッケ
ージやプリント配線基板などのモデリングにおいて、シ
ミュレーション精度とシミュレーション実行時間とをバ
ランスさせるためには、モデラに入力する物理形状を解
析したい周波数に応じて人為的に最適化する必要があ
り、これにはかなりの知識およびノウハウを必要として
いた。
【０００７】本発明の目的は、配線基板や微小領域をマ
トリクス状に記述することなしに、かつシミュレーショ
ン精度を落とすことなしに、モデル化することができる
モデリング方法を提供することにある。
トリクス状に記述することなしに、かつシミュレーショ
ン精度を落とすことなしに、モデル化することができる
モデリング方法を提供することにある。
【０００８】また、本発明の他の目的は、上記モデリン
グ方法を適用し、シミュレーション精度とシミュレーシ
ョン実行時間とのバランスがとれた電源／グランドノイ
ズのシミュレーションを実現することができるシミュレ
ーション方法を提供することにある。
グ方法を適用し、シミュレーション精度とシミュレーシ
ョン実行時間とのバランスがとれた電源／グランドノイ
ズのシミュレーションを実現することができるシミュレ
ーション方法を提供することにある。
【０００９】さらに、本発明の別の目的は、上記モデリ
ング方法およびシミュレーション方法を実行させるため
のプログラムを記録した記録媒体を提供することにあ
る。
ング方法およびシミュレーション方法を実行させるため
のプログラムを記録した記録媒体を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のモデリング方法
は、電流変化源が１つある配線基板の電源／グランドノ
イズを伝送線路シミュレータで解析する際に配線基板の
シミュレーションモデルを生成するモデリング方法にお
いて、前記配線基板を前記電流変化源を中心とした同心
円状の細いドーナツ基板の集合体として捉える工程と、
前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅
とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近似する工
程と、前記矩形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路と
してそれぞれの伝送線路モデルを生成する工程と、前記
各伝送線路モデルを直列に接続して前記配線基板のシミ
ュレーションモデルとする工程とを含むことを特徴とす
る。
は、電流変化源が１つある配線基板の電源／グランドノ
イズを伝送線路シミュレータで解析する際に配線基板の
シミュレーションモデルを生成するモデリング方法にお
いて、前記配線基板を前記電流変化源を中心とした同心
円状の細いドーナツ基板の集合体として捉える工程と、
前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅
とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近似する工
程と、前記矩形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路と
してそれぞれの伝送線路モデルを生成する工程と、前記
各伝送線路モデルを直列に接続して前記配線基板のシミ
ュレーションモデルとする工程とを含むことを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明のモデリング方法は、電流変
化源を中心とした微小領域の電源／グランドノイズを伝
送線路シミュレータで解析する際に微小領域のシミュレ
ーションモデルを生成するモデリング方法において、前
記微小領域を前記電流変化源を中心とした同心円状の細
いドーナツ基板の集合体として捉える工程と、前記ドー
ナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み
長を長さとする矩形基板の集合体に近似する工程と、前
記矩形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれ
ぞれの伝送線路モデルを生成する工程と、前記各伝送線
路モデルを直列に接続して前記微小領域のシミュレーシ
ョンモデルとする工程とを含むことを特徴とする。
化源を中心とした微小領域の電源／グランドノイズを伝
送線路シミュレータで解析する際に微小領域のシミュレ
ーションモデルを生成するモデリング方法において、前
記微小領域を前記電流変化源を中心とした同心円状の細
いドーナツ基板の集合体として捉える工程と、前記ドー
ナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み
長を長さとする矩形基板の集合体に近似する工程と、前
記矩形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれ
ぞれの伝送線路モデルを生成する工程と、前記各伝送線
路モデルを直列に接続して前記微小領域のシミュレーシ
ョンモデルとする工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】一方、本発明のシミュレーション方法は、
電流変化源が１つある配線基板のシミュレーションモデ
ルを生成し、伝送線路シミュレータで前記配線基板の電
源／グランドノイズのシミュレーションを行うシミュレ
ーション方法において、前記配線基板を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナ
ツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集
合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体の各矩形
基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成
する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続して前
記配線基板のシミュレーションモデルとする工程と、前
記配線基板のシミュレーションモデルの基板中央端に前
記電流変化源を接続する工程と、前記配線基板のシミュ
レーションモデルの基板外周端に理想電源を接続する工
程と、前記電流変化源の電流を変化させて前記伝送線路
モデルの接続点を観測する工程とを含むことを特徴とす
る。
電流変化源が１つある配線基板のシミュレーションモデ
ルを生成し、伝送線路シミュレータで前記配線基板の電
源／グランドノイズのシミュレーションを行うシミュレ
ーション方法において、前記配線基板を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナ
ツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集
合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体の各矩形
基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成
する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続して前
記配線基板のシミュレーションモデルとする工程と、前
記配線基板のシミュレーションモデルの基板中央端に前
記電流変化源を接続する工程と、前記配線基板のシミュ
レーションモデルの基板外周端に理想電源を接続する工
程と、前記電流変化源の電流を変化させて前記伝送線路
モデルの接続点を観測する工程とを含むことを特徴とす
る。
【００１３】また、本発明のシミュレーション方法は、
電流変化源が１つある配線基板のシミュレーションモデ
ルを生成し、伝送線路シミュレータで前記配線基板の電
源／グランドノイズのシミュレーションを行うシミュレ
ーション方法において、前記配線基板を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナ
ツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集
合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体の各矩形
基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成
する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続して前
記配線基板のシミュレーションモデルとする工程と、前
記配線基板のシミュレーションモデルの基板中央端に前
記電流変化源を接続する工程と、前記配線基板のシミュ
レーションモデルの基板外周端に理想電源を接続する工
程と、前記電流変化源の周辺にデカップリングコンデン
サモデルを接続する工程と、前記電流変化源の電流を変
化させて前記伝送線路モデルの接続点を観測する工程と
を含むことを特徴とする。
電流変化源が１つある配線基板のシミュレーションモデ
ルを生成し、伝送線路シミュレータで前記配線基板の電
源／グランドノイズのシミュレーションを行うシミュレ
ーション方法において、前記配線基板を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナ
ツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集
合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体の各矩形
基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成
する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続して前
記配線基板のシミュレーションモデルとする工程と、前
記配線基板のシミュレーションモデルの基板中央端に前
記電流変化源を接続する工程と、前記配線基板のシミュ
レーションモデルの基板外周端に理想電源を接続する工
程と、前記電流変化源の周辺にデカップリングコンデン
サモデルを接続する工程と、前記電流変化源の電流を変
化させて前記伝送線路モデルの接続点を観測する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１４】さらに、本発明のシミュレーション方法
は、電流変化源を中心とした微小領域のシミュレーショ
ンモデルを生成し、伝送線路シミュレータで前記微小領
域の電源／グランドノイズのシミュレーションを行うシ
ミュレーション方法において、前記微小領域を前記電流
変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合
体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各
ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基
板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体の
各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデル
を生成する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続
して前記微小領域のシミュレーションモデルとする工程
と、前記微小領域のシミュレーションモデルの領域中央
端に前記電流変化源を接続する工程と、前記微小領域の
シミュレーションモデルの領域外周端に理想電源を接続
する工程と、前記電流変化源の電流を変化させて前記伝
送線路モデルの接続点を観測する工程とを含むことを特
徴とする。
は、電流変化源を中心とした微小領域のシミュレーショ
ンモデルを生成し、伝送線路シミュレータで前記微小領
域の電源／グランドノイズのシミュレーションを行うシ
ミュレーション方法において、前記微小領域を前記電流
変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合
体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各
ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基
板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体の
各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデル
を生成する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続
して前記微小領域のシミュレーションモデルとする工程
と、前記微小領域のシミュレーションモデルの領域中央
端に前記電流変化源を接続する工程と、前記微小領域の
シミュレーションモデルの領域外周端に理想電源を接続
する工程と、前記電流変化源の電流を変化させて前記伝
送線路モデルの接続点を観測する工程とを含むことを特
徴とする。
【００１５】さらにまた、本発明のシミュレーション方
法は、電流変化源を中心とした微小領域のシミュレーシ
ョンモデルを生成し、伝送線路シミュレータで前記微小
領域の電源／グランドノイズのシミュレーションを行う
シミュレーション方法において、前記微小領域を前記電
流変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集
合体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を
各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形
基板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体
の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデ
ルを生成する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接
続して前記微小領域のシミュレーションモデルとする工
程と、前記微小領域のシミュレーションモデルの領域中
央端に前記電流変化源を接続する工程と、前記微小領域
のシミュレーションモデルの領域外周端に理想電源を接
続する工程と、前記電流変化源の周辺にデカップリング
コンデンサモデルを接続する工程と、前記電流変化源の
電流を変化させて前記伝送線路モデルの接続点を観測す
る工程とを含むことを特徴とする。
法は、電流変化源を中心とした微小領域のシミュレーシ
ョンモデルを生成し、伝送線路シミュレータで前記微小
領域の電源／グランドノイズのシミュレーションを行う
シミュレーション方法において、前記微小領域を前記電
流変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集
合体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を
各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形
基板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板の集合体
の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデ
ルを生成する工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接
続して前記微小領域のシミュレーションモデルとする工
程と、前記微小領域のシミュレーションモデルの領域中
央端に前記電流変化源を接続する工程と、前記微小領域
のシミュレーションモデルの領域外周端に理想電源を接
続する工程と、前記電流変化源の周辺にデカップリング
コンデンサモデルを接続する工程と、前記電流変化源の
電流を変化させて前記伝送線路モデルの接続点を観測す
る工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】他方、本発明の記録媒体は、コンピュータ
に、電流変化源が１つある配線基板を前記電流変化源を
中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体として
捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基
板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体
に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板を
伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する手
順，および前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記
配線基板のシミュレーションモデルとする手順を実行さ
せるためのプログラムを記録する。
に、電流変化源が１つある配線基板を前記電流変化源を
中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体として
捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基
板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体
に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板を
伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する手
順，および前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記
配線基板のシミュレーションモデルとする手順を実行さ
せるためのプログラムを記録する。
【００１７】また、本発明の記録媒体は、コンピュータ
に、電流変化源を中心とした微小領域を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ
基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合
体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する
手順，および前記各伝送線路モデルを直列に接続して前
記微小領域のシミュレーションモデルとする手順を実行
させるためのプログラムを記録する。
に、電流変化源を中心とした微小領域を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ
基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合
体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する
手順，および前記各伝送線路モデルを直列に接続して前
記微小領域のシミュレーションモデルとする手順を実行
させるためのプログラムを記録する。
【００１８】さらに、本発明の記録媒体は、コンピュー
タに、電流変化源が１つある配線基板を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ
基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合
体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する
手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記配線
基板のシミュレーションモデルとする手順，前記配線基
板のシミュレーションモデルの基板中央端に前記電流変
化源を接続する手順，前記配線基板のシミュレーション
モデルの基板外周端に理想電源を接続する手順，および
前記電流変化源の電流を変化させて前記伝送線路モデル
の接続点を観測する手順を実行させるためのプログラム
を記録する。
タに、電流変化源が１つある配線基板を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ
基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合
体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する
手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記配線
基板のシミュレーションモデルとする手順，前記配線基
板のシミュレーションモデルの基板中央端に前記電流変
化源を接続する手順，前記配線基板のシミュレーション
モデルの基板外周端に理想電源を接続する手順，および
前記電流変化源の電流を変化させて前記伝送線路モデル
の接続点を観測する手順を実行させるためのプログラム
を記録する。
【００１９】さらにまた、本発明の記録媒体は、コンピ
ュータに、電流変化源が１つある配線基板を前記電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドー
ナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の
集合体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形
基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成
する手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記
配線基板のシミュレーションモデルとする手順，前記配
線基板のシミュレーションモデルの基板中央端に前記電
流変化源を接続する手順，前記配線基板のシミュレーシ
ョンモデルの基板外周端に理想電源を接続する手順，前
記電流変化源の周辺にデカップリングコンデンサモデル
を接続する手順，および前記電流変化源の電流を変化さ
せて前記伝送線路モデルの接続点を観測する手順を実行
させるためのプログラムを記録する。
ュータに、電流変化源が１つある配線基板を前記電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドー
ナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の
集合体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形
基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成
する手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記
配線基板のシミュレーションモデルとする手順，前記配
線基板のシミュレーションモデルの基板中央端に前記電
流変化源を接続する手順，前記配線基板のシミュレーシ
ョンモデルの基板外周端に理想電源を接続する手順，前
記電流変化源の周辺にデカップリングコンデンサモデル
を接続する手順，および前記電流変化源の電流を変化さ
せて前記伝送線路モデルの接続点を観測する手順を実行
させるためのプログラムを記録する。
【００２０】また、本発明の記録媒体は、コンピュータ
に、電流変化源を中心とした微小領域を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ
基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合
体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する
手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記微小
領域のシミュレーションモデルとする手順，前記微小領
域のシミュレーションモデルの領域中央端に前記電流変
化源を接続する手順，前記微小領域のシミュレーション
モデルの領域外周端に理想電源を接続する手順，および
前記電流変化源の電流を変化させて前記伝送線路モデル
の接続点を観測する手順を実行させるためのプログラム
を記録する。
に、電流変化源を中心とした微小領域を前記電流変化源
を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体とし
て捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ
基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合
体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基板
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する
手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記微小
領域のシミュレーションモデルとする手順，前記微小領
域のシミュレーションモデルの領域中央端に前記電流変
化源を接続する手順，前記微小領域のシミュレーション
モデルの領域外周端に理想電源を接続する手順，および
前記電流変化源の電流を変化させて前記伝送線路モデル
の接続点を観測する手順を実行させるためのプログラム
を記録する。
【００２１】さらに、本発明の記録媒体は、コンピュー
タに、電流変化源を中心とした微小領域を前記電流変化
源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体と
して捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナ
ツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集
合体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基
板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成す
る手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記微
小領域のシミュレーションモデルとする手順，前記微小
領域のシミュレーションモデルの領域中央端に前記電流
変化源を接続する手順，前記微小領域のシミュレーショ
ンモデルの領域外周端に理想電源を接続する手順，前記
電流変化源の周辺にデカップリングコンデンサモデルを
接続する手順，および前記電流変化源の電流を変化させ
て前記伝送線路モデルの接続点を観測する手順を実行さ
せるためのプログラムを記録する。
タに、電流変化源を中心とした微小領域を前記電流変化
源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体と
して捉える手順，前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナ
ツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集
合体に近似する手順，前記矩形基板の集合体の各矩形基
板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成す
る手順，前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記微
小領域のシミュレーションモデルとする手順，前記微小
領域のシミュレーションモデルの領域中央端に前記電流
変化源を接続する手順，前記微小領域のシミュレーショ
ンモデルの領域外周端に理想電源を接続する手順，前記
電流変化源の周辺にデカップリングコンデンサモデルを
接続する手順，および前記電流変化源の電流を変化させ
て前記伝送線路モデルの接続点を観測する手順を実行さ
せるためのプログラムを記録する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実
施の形態に係るモデリング方法の順次の手順を示す図で
ある。図１において、１は配線基板、２１〜２ｎ（ｎは
正整数）は電流変化源を中心とした細い同心円状のドー
ナツ基板、３１〜３ｎはドーナツ基板２１〜２ｎの外周
を幅とし刻み長を長さとする矩形基板、４１〜４ｎは矩
形基板３１〜３ｎの１つ１つを伝送線路と見なし汎用の
インピーダンス計算ツールなどを使って個別に特性イン
ピーダンスＺ0 と伝搬遅延時間τとを計算して生成され
た伝送線路モデル、５は伝送線路モデル４１〜４ｎを直
列に接続した配線基板１のシミュレーションモデル（配
線基板モデル）をそれぞれ示す。
施の形態に係るモデリング方法の順次の手順を示す図で
ある。図１において、１は配線基板、２１〜２ｎ（ｎは
正整数）は電流変化源を中心とした細い同心円状のドー
ナツ基板、３１〜３ｎはドーナツ基板２１〜２ｎの外周
を幅とし刻み長を長さとする矩形基板、４１〜４ｎは矩
形基板３１〜３ｎの１つ１つを伝送線路と見なし汎用の
インピーダンス計算ツールなどを使って個別に特性イン
ピーダンスＺ0 と伝搬遅延時間τとを計算して生成され
た伝送線路モデル、５は伝送線路モデル４１〜４ｎを直
列に接続した配線基板１のシミュレーションモデル（配
線基板モデル）をそれぞれ示す。
【００２４】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る
モデリング方法の順次の工程を示すフローチャートであ
る。このモデリング方法は、配線基板１を電流変化源を
中心とした同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集
合体として捉える工程Ａ１と、ドーナツ基板２１〜２ｎ
の外周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板３１〜３ｎ
の集合体に近似する工程Ａ２と、各矩形基板３１〜３ｎ
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデル４１〜４ｎ
を生成する工程Ａ３と、各伝送線路モデル４１〜４ｎを
直列に接続し配線基板１のシミュレーションモデル５と
する工程Ａ４とからなる。
モデリング方法の順次の工程を示すフローチャートであ
る。このモデリング方法は、配線基板１を電流変化源を
中心とした同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集
合体として捉える工程Ａ１と、ドーナツ基板２１〜２ｎ
の外周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板３１〜３ｎ
の集合体に近似する工程Ａ２と、各矩形基板３１〜３ｎ
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデル４１〜４ｎ
を生成する工程Ａ３と、各伝送線路モデル４１〜４ｎを
直列に接続し配線基板１のシミュレーションモデル５と
する工程Ａ４とからなる。
【００２５】次に、このような第１の実施の形態に係る
モデリング方法について説明する。
モデリング方法について説明する。
【００２６】まず、中央に電流変化源を実装し、外周は
電位変動が無い理想的な電源／グランドである配線基板
１を、同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体
として捉える（工程Ａ１）。
電位変動が無い理想的な電源／グランドである配線基板
１を、同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体
として捉える（工程Ａ１）。
【００２７】このように、配線基板１を同心円状の細い
ドーナツ基板２１〜２ｎの集合体として捉えることがで
きる理由は、配線基板１における電流の流れを考えるか
らである。すなわち、電流変化源の電流変化により、配
線基板１の電源層では基板外周から基板中央に向かって
均等に電流が流れ込み、配線基板１のグランド層では基
板中央から基板外周に向かって均等に電流が流れ出すか
らである。このとき、電流量は基板外周でも基板中央で
も変わらないが、電流の流れうる面積が、基板外周から
基板中央に向かって同心円状（ドーナツ状）に漸次減少
する。このため、配線基板１を、ドーナツ基板２１〜２
ｎの集合体として捉えることができる。
ドーナツ基板２１〜２ｎの集合体として捉えることがで
きる理由は、配線基板１における電流の流れを考えるか
らである。すなわち、電流変化源の電流変化により、配
線基板１の電源層では基板外周から基板中央に向かって
均等に電流が流れ込み、配線基板１のグランド層では基
板中央から基板外周に向かって均等に電流が流れ出すか
らである。このとき、電流量は基板外周でも基板中央で
も変わらないが、電流の流れうる面積が、基板外周から
基板中央に向かって同心円状（ドーナツ状）に漸次減少
する。このため、配線基板１を、ドーナツ基板２１〜２
ｎの集合体として捉えることができる。
【００２８】次に、ドーナツ基板２１〜２ｎを、外周
（内周，両者の加算平均等も可）を幅とし、刻み長を長
さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体に近似する（工程
Ａ２）。刻み長とは、同心円状に細かく区切ったときの
区切り幅（＝外半径−内半径）のことである。
（内周，両者の加算平均等も可）を幅とし、刻み長を長
さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体に近似する（工程
Ａ２）。刻み長とは、同心円状に細かく区切ったときの
区切り幅（＝外半径−内半径）のことである。
【００２９】工程Ａ１でドーナツ基板２１〜２ｎを細く
した理由は、工程Ａ２で各ドーナツ基板２１〜２ｎを長
方形（矩形）に近似する場合に内径と外径との差を極力
無くし、矩形に近似しやすくするためである。
した理由は、工程Ａ２で各ドーナツ基板２１〜２ｎを長
方形（矩形）に近似する場合に内径と外径との差を極力
無くし、矩形に近似しやすくするためである。
【００３０】続いて、矩形基板３１〜３ｎの１つ１つを
伝送線路と見なし、汎用のインピーダンス計算ツールな
どを使って個別に特性インピーダンスＺ0 と伝搬遅延時
間τとを計算し、それぞれの伝送線路モデル４１〜４ｎ
を生成する（工程Ａ３）。
伝送線路と見なし、汎用のインピーダンス計算ツールな
どを使って個別に特性インピーダンスＺ0 と伝搬遅延時
間τとを計算し、それぞれの伝送線路モデル４１〜４ｎ
を生成する（工程Ａ３）。
【００３１】各矩形基板３１〜３ｎそれぞれの特性イン
ピーダンスＺ0と伝搬遅延時間τは、各矩形基板を流れ
る電流経路より、ドーナツ基板２１〜２ｎの外周に当た
る部分が幅で、刻み長に当たる部分が長さとして、汎用
の計算式やモデリングツールで求めることができる。こ
こで、ＳＰＩＣＥシミュレータで取り扱われる伝送線路
モデルの記述には、特性インピーダンスＺ0と伝搬遅延
時間τを入力する形態や、特性インピーダンスＺ0，単
位線長あたりの伝搬遅延時間τおよび線長Ｌを入力する
形態、さらに分布定数であるインダクタンスＬ，抵抗
Ｒ，キャパシタンスＣおよび線長Ｌを入力する形態など
がある。
ピーダンスＺ0と伝搬遅延時間τは、各矩形基板を流れ
る電流経路より、ドーナツ基板２１〜２ｎの外周に当た
る部分が幅で、刻み長に当たる部分が長さとして、汎用
の計算式やモデリングツールで求めることができる。こ
こで、ＳＰＩＣＥシミュレータで取り扱われる伝送線路
モデルの記述には、特性インピーダンスＺ0と伝搬遅延
時間τを入力する形態や、特性インピーダンスＺ0，単
位線長あたりの伝搬遅延時間τおよび線長Ｌを入力する
形態、さらに分布定数であるインダクタンスＬ，抵抗
Ｒ，キャパシタンスＣおよび線長Ｌを入力する形態など
がある。
【００３２】最後に、各伝送線路モデル４１〜４ｎを直
列に接続し、配線基板１のシミュレーションモデル５と
する（工程Ａ４）。
列に接続し、配線基板１のシミュレーションモデル５と
する（工程Ａ４）。
【００３３】生成した伝送線路モデル４１〜４ｎを直列
に接続するのは、電流経路が伝送線路モデル４１〜４ｎ
以外には無いからである。
に接続するのは、電流経路が伝送線路モデル４１〜４ｎ
以外には無いからである。
【００３４】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る
シミュレーション方法の順次の工程を示すフローチャー
トである。このシミュレーション方法は、図２に示した
モデリング方法の工程Ａ４の後に、配線基板１のシミュ
レーションモデル５の基板中央端に電流変化源を接続す
る工程Ａ５と、配線基板１のシミュレーションモデル５
の基板外周端に理想電源を接続する工程Ａ６と、電流変
化源の電流を変化させて伝送線路モデル４１〜４ｎの接
続点を観測する工程Ａ８とを追加するようにしたもので
ある。
シミュレーション方法の順次の工程を示すフローチャー
トである。このシミュレーション方法は、図２に示した
モデリング方法の工程Ａ４の後に、配線基板１のシミュ
レーションモデル５の基板中央端に電流変化源を接続す
る工程Ａ５と、配線基板１のシミュレーションモデル５
の基板外周端に理想電源を接続する工程Ａ６と、電流変
化源の電流を変化させて伝送線路モデル４１〜４ｎの接
続点を観測する工程Ａ８とを追加するようにしたもので
ある。
【００３５】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る
シミュレーション方法が適用される試料の一例を示すイ
メージ図である。この試料は、１５ｃｍ角の導体２層ベ
タ面の配線基板１の中央に電流変化源（スイッチング素
子）として高周波トランジスタＴｒを実装した構造体で
あるものと想定する。
シミュレーション方法が適用される試料の一例を示すイ
メージ図である。この試料は、１５ｃｍ角の導体２層ベ
タ面の配線基板１の中央に電流変化源（スイッチング素
子）として高周波トランジスタＴｒを実装した構造体で
あるものと想定する。
【００３６】配線基板１は、例えば比誘電率４．５の絶
縁体でなる厚さ１５４０μｍの正方形板の両面に銅でな
る電源層およびグランド層がそれぞれ厚さ３０μｍに形
成されており、基板外周は電位変動が無い理想的な電源
／グランドであるものとする。
縁体でなる厚さ１５４０μｍの正方形板の両面に銅でな
る電源層およびグランド層がそれぞれ厚さ３０μｍに形
成されており、基板外周は電位変動が無い理想的な電源
／グランドであるものとする。
【００３７】次に、試料を構成する個々の部品をモデリ
ングする。
ングする。
【００３８】まず、配線基板１のモデリングは、高周波
トランジスタＴｒのスイッチングによる電流の流れ方に
着目する。具体的には、電源層では、スイッチングによ
り基板外周から基板中央に向かって均等に電流が流れ込
み、グランド層では、逆に、基板中央から基板外周に向
かって均等に流れ出すことに着目し、配線基板１を同心
円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体として捉え
る（工程Ａ１）。
トランジスタＴｒのスイッチングによる電流の流れ方に
着目する。具体的には、電源層では、スイッチングによ
り基板外周から基板中央に向かって均等に電流が流れ込
み、グランド層では、逆に、基板中央から基板外周に向
かって均等に流れ出すことに着目し、配線基板１を同心
円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体として捉え
る（工程Ａ１）。
【００３９】ここでは、基板外周も基板中央もすべて刻
み長＝５ｍｍ（ｎ＝１５）とした。理論的には、刻み長
は小さくすればするほど精度は向上するはずであるが、
図５を見るとわかるように、基板外周の特性インピーダ
ンスＺ0 は０Ωに近く、基板中心からの距離でそれほど
変化しないため、粗く刻んでも精度的にはほとんど落ち
ない。逆に、基板中央では中心からの距離が少し変化し
ただけで、特性インピーダンスＺ0 は大きく変化するた
め、細かく刻む必要がある。実際、基板中央をどのくら
い細かく刻めばよいかは、シミュレータの過渡解析の応
答性によるため、一概にこれと断定することはできな
い。これは、特性インピーダンスＺ0 の大きい伝送線路
に過渡的に電流を流したときに、どのくらいの電圧降下
が発生するかという応答性によるからである。応答性が
良い場合は、基板中央の刻み長を細かくしすぎると特性
インピーダンスＺ0 が大きくなるため、ノイズ量が大き
くなりすぎる。このため、基板中央の刻み長を多少粗く
する必要がある。応答性が悪い場合は、上記の逆とな
る。
み長＝５ｍｍ（ｎ＝１５）とした。理論的には、刻み長
は小さくすればするほど精度は向上するはずであるが、
図５を見るとわかるように、基板外周の特性インピーダ
ンスＺ0 は０Ωに近く、基板中心からの距離でそれほど
変化しないため、粗く刻んでも精度的にはほとんど落ち
ない。逆に、基板中央では中心からの距離が少し変化し
ただけで、特性インピーダンスＺ0 は大きく変化するた
め、細かく刻む必要がある。実際、基板中央をどのくら
い細かく刻めばよいかは、シミュレータの過渡解析の応
答性によるため、一概にこれと断定することはできな
い。これは、特性インピーダンスＺ0 の大きい伝送線路
に過渡的に電流を流したときに、どのくらいの電圧降下
が発生するかという応答性によるからである。応答性が
良い場合は、基板中央の刻み長を細かくしすぎると特性
インピーダンスＺ0 が大きくなるため、ノイズ量が大き
くなりすぎる。このため、基板中央の刻み長を多少粗く
する必要がある。応答性が悪い場合は、上記の逆とな
る。
【００４０】次に、ドーナツ基板２１〜２ｎの外周を幅
とし、刻み長を長さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体
に近似する（工程Ａ２）。
とし、刻み長を長さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体
に近似する（工程Ａ２）。
【００４１】ここで、矩形の伝送線路としてドーナツ基
板２１〜２ｎを近似する場合の幅とは、ドーナツ基板２
１〜２ｎの外周をいう。一般的に、微小長さの伝送線路
に発生する電圧降下は、電流が伝送線路に突入した瞬間
にほぼ決まる。本実施の形態では、電流は基板外周から
基板中央に向かって流れるため、ドーナツ基板の外周を
幅とする。
板２１〜２ｎを近似する場合の幅とは、ドーナツ基板２
１〜２ｎの外周をいう。一般的に、微小長さの伝送線路
に発生する電圧降下は、電流が伝送線路に突入した瞬間
にほぼ決まる。本実施の形態では、電流は基板外周から
基板中央に向かって流れるため、ドーナツ基板の外周を
幅とする。
【００４２】続いて、矩形基板３１〜３ｎの１つ１つを
伝送線路と見なし、汎用のインピーダンス計算ツールを
使って、個別に特性インピーダンスＺ0 および伝搬遅延
時間τを計算し、伝送線路モデル４１〜４ｎを生成する
（工程Ａ３）。
伝送線路と見なし、汎用のインピーダンス計算ツールを
使って、個別に特性インピーダンスＺ0 および伝搬遅延
時間τを計算し、伝送線路モデル４１〜４ｎを生成する
（工程Ａ３）。
【００４３】そして、伝送線路モデル４１〜４ｎを直列
に接続し、配線基板１のシミュレーションモデル（配線
基板モデル）５とする（工程Ａ４）。
に接続し、配線基板１のシミュレーションモデル（配線
基板モデル）５とする（工程Ａ４）。
【００４４】図５は、配線基板モデル５の特性インピー
ダンスＺ0と伝搬遅延時間τとの分布を示すグラフであ
る。基板外周付近の特性インピーダンスＺ0 は０Ωに近
く、中央付近では急激に高くなっている。また、伝搬遅
延時間τは、絶縁材料の比誘電率により決まるため一定
である。
ダンスＺ0と伝搬遅延時間τとの分布を示すグラフであ
る。基板外周付近の特性インピーダンスＺ0 は０Ωに近
く、中央付近では急激に高くなっている。また、伝搬遅
延時間τは、絶縁材料の比誘電率により決まるため一定
である。
【００４５】次に、高周波トランジスタＴｒのモデリン
グは、汎用のトランジスタモデルを用いることで代用す
る。
グは、汎用のトランジスタモデルを用いることで代用す
る。
【００４６】図６は、試料のシミュレーションモデルの
一例を示す回路図である。
一例を示す回路図である。
【００４７】まず、配線基板モデル５の中央端とグラン
ドとの間にトランジスタモデルＴｒとエミッタ抵抗Ｒｅ
とを直列に接続する（工程Ａ５）。具体的には、トラン
ジスタモデルＴｒのコレクタと基板中央端とを接続し、
また、トランジスタモデルＴｒのエミッタとエミッタ抵
抗Ｒｅとを接続し、エミッタ抵抗Ｒｅとグランドとを接
続する。さらに、トランジスタモデルＴｒのベースにベ
ース抵抗Ｒｂを接続し、ベース抵抗Ｒｂと信号源Ｓとを
接続し、信号源Ｓとグランドとを接続する。
ドとの間にトランジスタモデルＴｒとエミッタ抵抗Ｒｅ
とを直列に接続する（工程Ａ５）。具体的には、トラン
ジスタモデルＴｒのコレクタと基板中央端とを接続し、
また、トランジスタモデルＴｒのエミッタとエミッタ抵
抗Ｒｅとを接続し、エミッタ抵抗Ｒｅとグランドとを接
続する。さらに、トランジスタモデルＴｒのベースにベ
ース抵抗Ｒｂを接続し、ベース抵抗Ｒｂと信号源Ｓとを
接続し、信号源Ｓとグランドとを接続する。
【００４８】次に、配線基板モデル５の基板外周端とグ
ランドとの間に内部抵抗Ｒｉと理想電源Ｅとを直列に接
続する（工程Ａ６）。
ランドとの間に内部抵抗Ｒｉと理想電源Ｅとを直列に接
続する（工程Ａ６）。
【００４９】そして、このような試料のシミュレーショ
ンモデルを使って、シミュレーションを行う。シミュレ
ーション方法は、トランジスタモデルＴｒのベースに信
号源Ｓから信号を与え、トランジスタモデルＴｒを高速
にスイッチングさせたときに、トランジスタモデルＴｒ
のコレクタ（基板中央端）とグランドとの間に発生する
電源／グランドノイズを観測する（工程Ａ８）。なお、
観測点は、伝送線路モデル４１〜４ｎの任意の接続点と
することができる。
ンモデルを使って、シミュレーションを行う。シミュレ
ーション方法は、トランジスタモデルＴｒのベースに信
号源Ｓから信号を与え、トランジスタモデルＴｒを高速
にスイッチングさせたときに、トランジスタモデルＴｒ
のコレクタ（基板中央端）とグランドとの間に発生する
電源／グランドノイズを観測する（工程Ａ８）。なお、
観測点は、伝送線路モデル４１〜４ｎの任意の接続点と
することができる。
【００５０】図７は、シミュレーションの結果得られた
波形の一例を示す。
波形の一例を示す。
【００５１】本実施の形態に係るシミュレーション方法
による電源／グランドノイズの解析結果の正当性を確認
するために、同一形状および同一構成の試料で実験し、
実験結果と比較する。
による電源／グランドノイズの解析結果の正当性を確認
するために、同一形状および同一構成の試料で実験し、
実験結果と比較する。
【００５２】まず、１５ｃｍ角の導体２層ベタ面の配線
基板１の外周に、セラミックコンデンサおよびタンタル
コンデンサを多数個実装し、さらに外部安定化電源によ
り電源／グランドを供給する。ここで、基板外周は、セ
ラミックコンデンサおよびタンタルコンデンサにより電
位変動がゼロに近い状態になる。
基板１の外周に、セラミックコンデンサおよびタンタル
コンデンサを多数個実装し、さらに外部安定化電源によ
り電源／グランドを供給する。ここで、基板外周は、セ
ラミックコンデンサおよびタンタルコンデンサにより電
位変動がゼロに近い状態になる。
【００５３】次に、基板中央にスイッチング素子として
高周波トランジスタを実装する。この高周波トランジス
タを外部から高速にスイッチングさせることにより、基
板中央に電源層からグランド層に高周波成分を多く含ん
だ電流が流れる。
高周波トランジスタを実装する。この高周波トランジス
タを外部から高速にスイッチングさせることにより、基
板中央に電源層からグランド層に高周波成分を多く含ん
だ電流が流れる。
【００５４】この変化電流量Δｉと電源層／グランド層
に存在するインピーダンスＺにより、電源層／グランド
層にノイズが発生するので、これを広帯域のオシロスコ
ープで観測する。
に存在するインピーダンスＺにより、電源層／グランド
層にノイズが発生するので、これを広帯域のオシロスコ
ープで観測する。
【００５５】図８は、実験波形の一例を示す。図８の実
験波形を、図７のシミュレーション波形と比較するとわ
かるように、ノイズレベルおよび波形ともにシミュレー
ションと実験とでほぼ相似する結果が得られた。
験波形を、図７のシミュレーション波形と比較するとわ
かるように、ノイズレベルおよび波形ともにシミュレー
ションと実験とでほぼ相似する結果が得られた。
【００５６】次に、本実施の形態に係るシミュレーショ
ン方法によるシミュレーション時間と、従来の汎用モデ
ラを用いた場合のシミュレーション時間とを比較するた
めに、配線基板１を汎用モデラでマトリクス状にモデリ
ングし、同様のシミュレーションを実行した。その結
果、本実施の形態に係るモデリング方法を用いた場合の
シミュレーション時間は数秒であったのに対して、汎用
モデラを用いた場合のシミュレーション時間は５時間程
度であった。
ン方法によるシミュレーション時間と、従来の汎用モデ
ラを用いた場合のシミュレーション時間とを比較するた
めに、配線基板１を汎用モデラでマトリクス状にモデリ
ングし、同様のシミュレーションを実行した。その結
果、本実施の形態に係るモデリング方法を用いた場合の
シミュレーション時間は数秒であったのに対して、汎用
モデラを用いた場合のシミュレーション時間は５時間程
度であった。
【００５７】なお、汎用モデラとしては、ＡｐｓｉｍＰ
ＬＡＮＥ（Ａｐｓｉｍ社製）を使用した。ＡｐｓｉｍＰ
ＬＡＮＥの配線基板のモデリングは、簡単に言えば、ノ
ードと呼ばれる接続点間をインダクタンスＬ，キャパシ
タンスＣ，抵抗Ｒ，相互インダクタンスＫ，電圧制御電
圧源Ｅなる電気素子で相互に接続し構成する。この方法
では、ノード数が多くなると相互接続が複雑になるた
め、解析時間が非常にかかる。最悪の場合は、ＳＰＩＣ
Ｅシミュレータでは収束せず、アボートしてしまうおそ
れがある。
ＬＡＮＥ（Ａｐｓｉｍ社製）を使用した。ＡｐｓｉｍＰ
ＬＡＮＥの配線基板のモデリングは、簡単に言えば、ノ
ードと呼ばれる接続点間をインダクタンスＬ，キャパシ
タンスＣ，抵抗Ｒ，相互インダクタンスＫ，電圧制御電
圧源Ｅなる電気素子で相互に接続し構成する。この方法
では、ノード数が多くなると相互接続が複雑になるた
め、解析時間が非常にかかる。最悪の場合は、ＳＰＩＣ
Ｅシミュレータでは収束せず、アボートしてしまうおそ
れがある。
【００５８】図９は、試料のシミュレーションモデルの
他の例を示す回路図である。この試料のシミュレータモ
デルは、図６に示した試料のシミュレーションモデルの
回路図に対して、デカップリングコンデンサのシミュレ
ーションモデル（デカップリングコンデンサモデル）６
をトランジスタモデルＴｒの周辺に実装するようにした
ものである。
他の例を示す回路図である。この試料のシミュレータモ
デルは、図６に示した試料のシミュレーションモデルの
回路図に対して、デカップリングコンデンサのシミュレ
ーションモデル（デカップリングコンデンサモデル）６
をトランジスタモデルＴｒの周辺に実装するようにした
ものである。
【００５９】デカップリングコンデンサモデル６は、コ
ンデンサの一般的な等価回路であるインダクタンスＬ，
キャパシタンスＣおよび抵抗Ｒの直列回路で構成する。
そして、それぞれの値は、インピーダンスの周波数特性
がセラミックコンデンサのそれと同等になるようにシミ
ュレーションを実施して決定する。
ンデンサの一般的な等価回路であるインダクタンスＬ，
キャパシタンスＣおよび抵抗Ｒの直列回路で構成する。
そして、それぞれの値は、インピーダンスの周波数特性
がセラミックコンデンサのそれと同等になるようにシミ
ュレーションを実施して決定する。
【００６０】このようなデカップリングコンデンサモデ
ル６をトランジスタモデルＴｒの周辺に実装するように
した場合のシミュレーション方法は、図１０に示すよう
に、図３に示したシミュレーション方法の工程Ａ６と工
程Ａ８との間に、電流変化源の周辺にデカップリングコ
ンデンサモデル６を接続する工程Ａ７を追加するように
したものとなる。
ル６をトランジスタモデルＴｒの周辺に実装するように
した場合のシミュレーション方法は、図１０に示すよう
に、図３に示したシミュレーション方法の工程Ａ６と工
程Ａ８との間に、電流変化源の周辺にデカップリングコ
ンデンサモデル６を接続する工程Ａ７を追加するように
したものとなる。
【００６１】デカップリングコンデンサモデル６を付け
た場合のノイズレベルの比較も、図１１に示すような良
好な結果が得られた。
た場合のノイズレベルの比較も、図１１に示すような良
好な結果が得られた。
【００６２】ところで、上記第１の実施の形態では、電
流変化源が１つある配線基板の電源／グランドノイズを
伝送線路シミュレータで解析する際に配線基板のシミュ
レーションモデルを生成するモデリング方法およびそれ
を用いたシミュレーション方法について説明したが、電
流変化源を中心とした微小領域は電流変化源が１つある
配線基板とみなすことができるので、電流変化源を中心
とした微小領域の電源／グランドノイズを伝送線路シミ
ュレータで解析する際に微小領域のシミュレーションモ
デルを生成するモデリング方法およびそれを用いたシミ
ュレーション方法についても、本発明が同様に適用でき
る。
流変化源が１つある配線基板の電源／グランドノイズを
伝送線路シミュレータで解析する際に配線基板のシミュ
レーションモデルを生成するモデリング方法およびそれ
を用いたシミュレーション方法について説明したが、電
流変化源を中心とした微小領域は電流変化源が１つある
配線基板とみなすことができるので、電流変化源を中心
とした微小領域の電源／グランドノイズを伝送線路シミ
ュレータで解析する際に微小領域のシミュレーションモ
デルを生成するモデリング方法およびそれを用いたシミ
ュレーション方法についても、本発明が同様に適用でき
る。
【００６３】図１２は、電流変化源を中心とした微小領
域に適用される本発明の第２の実施の形態に係るモデリ
ング方法の順次の工程を示すフローチャートである。こ
のモデリング方法は、微小領域を電流変化源を中心とし
た同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体とし
て捉える工程Ｂ１と、ドーナツ基板２１〜２ｎの外周を
幅とし刻み長を長さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体
に近似する工程Ｂ２と、各矩形基板３１〜３ｎを伝送線
路としてそれぞれの伝送線路モデル４１〜４ｎを生成す
る工程Ｂ３と、各伝送線路モデル４１〜４ｎを直列に接
続して微小領域のシミュレーションモデルとする工程Ｂ
４とからなる。
域に適用される本発明の第２の実施の形態に係るモデリ
ング方法の順次の工程を示すフローチャートである。こ
のモデリング方法は、微小領域を電流変化源を中心とし
た同心円状の細いドーナツ基板２１〜２ｎの集合体とし
て捉える工程Ｂ１と、ドーナツ基板２１〜２ｎの外周を
幅とし刻み長を長さとする矩形基板３１〜３ｎの集合体
に近似する工程Ｂ２と、各矩形基板３１〜３ｎを伝送線
路としてそれぞれの伝送線路モデル４１〜４ｎを生成す
る工程Ｂ３と、各伝送線路モデル４１〜４ｎを直列に接
続して微小領域のシミュレーションモデルとする工程Ｂ
４とからなる。
【００６４】また、図１３は、電流変化源を中心とした
微小領域に適用される本発明の第２の実施の形態に係る
シミュレーション方法の順次の工程を示すフローチャー
トである。このシミュレーション方法は、図１２に示し
たモデリング方法の工程Ｂ４の後に、微小領域のシミュ
レーションモデルの領域中央端に電流変化源を接続する
工程Ｂ５と、微小領域のシミュレーションモデルの領域
外周端に理想電源を接続する工程Ｂ６と、電流変化源の
電流を変化させて伝送線路モデル４１〜４ｎの接続点を
観測する工程Ｂ８とを追加するようにしたものである。
微小領域に適用される本発明の第２の実施の形態に係る
シミュレーション方法の順次の工程を示すフローチャー
トである。このシミュレーション方法は、図１２に示し
たモデリング方法の工程Ｂ４の後に、微小領域のシミュ
レーションモデルの領域中央端に電流変化源を接続する
工程Ｂ５と、微小領域のシミュレーションモデルの領域
外周端に理想電源を接続する工程Ｂ６と、電流変化源の
電流を変化させて伝送線路モデル４１〜４ｎの接続点を
観測する工程Ｂ８とを追加するようにしたものである。
【００６５】さらに、図１３に示した本発明の第２の実
施の形態に係るシミュレーション方法に対して、図９中
に示したデカップリングコンデンサモデル６をトランジ
スタモデルＴｒの周辺に実装するようにした場合のシミ
ュレーション方法は、図１４に示すように、図１３に示
したシミュレーション方法の工程Ｂ６と工程Ｂ８との間
に、電流変化源の周辺にデカップリングコンデンサモデ
ル６を接続する工程Ｂ７を追加するようにしたものとな
る。
施の形態に係るシミュレーション方法に対して、図９中
に示したデカップリングコンデンサモデル６をトランジ
スタモデルＴｒの周辺に実装するようにした場合のシミ
ュレーション方法は、図１４に示すように、図１３に示
したシミュレーション方法の工程Ｂ６と工程Ｂ８との間
に、電流変化源の周辺にデカップリングコンデンサモデ
ル６を接続する工程Ｂ７を追加するようにしたものとな
る。
【００６６】次に、本発明の第３の実施の形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００６７】図１５を参照すると、本発明の第３の実施
の形態は、キーボード，マウス等の入力装置１０１と、
コンピュータでなるデータ処理装置１０２と、ハードデ
ィスク装置等の記憶装置１０３と、画像表示装置，印刷
装置等の出力装置１０４と、モデリングプログラムまた
はシミュレーションプログラムを記録した記録媒体１０
５とから構成されている。記録媒体１０５は、磁気ディ
スク，半導体メモリ，その他の記録媒体であってよい。
の形態は、キーボード，マウス等の入力装置１０１と、
コンピュータでなるデータ処理装置１０２と、ハードデ
ィスク装置等の記憶装置１０３と、画像表示装置，印刷
装置等の出力装置１０４と、モデリングプログラムまた
はシミュレーションプログラムを記録した記録媒体１０
５とから構成されている。記録媒体１０５は、磁気ディ
スク，半導体メモリ，その他の記録媒体であってよい。
【００６８】このように構成された本発明の第３の実施
の形態では、モデリングプログラムまたはシミュレーシ
ョンプログラムは記録媒体１０５からデータ処理装置１
０２に読み込まれ、データ処理装置１０２の動作を、図
２，図３，図１０，図１２，図１３または図１４に示し
た順次の工程（手順）として制御する。したがって、第
３の実施の形態に係るモデリング方法およびシミュレー
ション方法も、第１または第２の実施の形態に係るモデ
リング方法およびシミュレーション方法と全く同様に実
施されるので、その詳しい説明を割愛する。
の形態では、モデリングプログラムまたはシミュレーシ
ョンプログラムは記録媒体１０５からデータ処理装置１
０２に読み込まれ、データ処理装置１０２の動作を、図
２，図３，図１０，図１２，図１３または図１４に示し
た順次の工程（手順）として制御する。したがって、第
３の実施の形態に係るモデリング方法およびシミュレー
ション方法も、第１または第２の実施の形態に係るモデ
リング方法およびシミュレーション方法と全く同様に実
施されるので、その詳しい説明を割愛する。
【００６９】なお、上記各実施の形態では、伝送線路シ
ミュレータの代表としてＳＰＩＣＥシミュレータを例と
して説明したが、本発明で使用できる伝送線路シミュレ
ータの必要条件は伝送線路モデルが扱えることのみであ
る。
ミュレータの代表としてＳＰＩＣＥシミュレータを例と
して説明したが、本発明で使用できる伝送線路シミュレ
ータの必要条件は伝送線路モデルが扱えることのみであ
る。
【００７０】
【発明の効果】第１の効果は、配線基板のシミュレーシ
ョンモデルの規模を小さくできることである。その理由
は、配線基板を電流変化源を中心とした同心円状の細い
ドーナツ基板の集合体として捉え、ドーナツ基板の集合
体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする
矩形基板の集合体に近似し、各矩形基板を伝送線路とし
てそれぞれの伝送線路モデルを生成し、各伝送線路モデ
ルを直列に接続して配線基板モデルとしたので、マトリ
クス状のモデリングを行わなくて済むからである。
ョンモデルの規模を小さくできることである。その理由
は、配線基板を電流変化源を中心とした同心円状の細い
ドーナツ基板の集合体として捉え、ドーナツ基板の集合
体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする
矩形基板の集合体に近似し、各矩形基板を伝送線路とし
てそれぞれの伝送線路モデルを生成し、各伝送線路モデ
ルを直列に接続して配線基板モデルとしたので、マトリ
クス状のモデリングを行わなくて済むからである。
【００７１】第２の効果は、微小領域のシミュレーショ
ンモデルの規模を小さくできることである。その理由
は、微小領域を電流変化源を中心とした同心円状の細い
ドーナツ基板の集合体として捉え、ドーナツ基板の集合
体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする
矩形基板の集合体に近似し、各矩形基板を伝送線路とし
てそれぞれの伝送線路モデルを生成し、各伝送線路モデ
ルを直列に接続して微小領域のシミュレーションモデル
としたので、マトリクス状のモデリングを行わなくて済
むからである。
ンモデルの規模を小さくできることである。その理由
は、微小領域を電流変化源を中心とした同心円状の細い
ドーナツ基板の集合体として捉え、ドーナツ基板の集合
体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとする
矩形基板の集合体に近似し、各矩形基板を伝送線路とし
てそれぞれの伝送線路モデルを生成し、各伝送線路モデ
ルを直列に接続して微小領域のシミュレーションモデル
としたので、マトリクス状のモデリングを行わなくて済
むからである。
【００７２】第３の効果は、シミュレーション精度を落
とすことなく、配線基板のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、配線基板を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して配
線基板モデルとし、配線基板モデルの基板中央端に電流
変化源を接続し、配線基板モデルの基板外周端に理想電
源を接続し、電流変化源の電流を変化させるようにした
ので、マトリクス状のモデリングを行わなくてもシミュ
レーション精度を落とすことなく配線基板の電源／グラ
ンドノイズのシミュレーションを実行できるからであ
る。
とすことなく、配線基板のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、配線基板を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して配
線基板モデルとし、配線基板モデルの基板中央端に電流
変化源を接続し、配線基板モデルの基板外周端に理想電
源を接続し、電流変化源の電流を変化させるようにした
ので、マトリクス状のモデリングを行わなくてもシミュ
レーション精度を落とすことなく配線基板の電源／グラ
ンドノイズのシミュレーションを実行できるからであ
る。
【００７３】第４の効果は、シミュレーション精度を落
とすことなく、配線基板のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、配線基板を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して配
線基板モデルとし、配線基板モデルの基板中央端に電流
変化源を接続し、配線基板モデルの基板外周端に理想電
源を接続し、電流変化源の周辺にデカップリングコンデ
ンサモデルを接続し、電流変化源の電流を変化させるよ
うにしたので、マトリクス状のモデリングを行わなくて
もシミュレーション精度を落とすことなく配線基板の電
源／グランドノイズのシミュレーションを実行できるか
らである。
とすことなく、配線基板のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、配線基板を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して配
線基板モデルとし、配線基板モデルの基板中央端に電流
変化源を接続し、配線基板モデルの基板外周端に理想電
源を接続し、電流変化源の周辺にデカップリングコンデ
ンサモデルを接続し、電流変化源の電流を変化させるよ
うにしたので、マトリクス状のモデリングを行わなくて
もシミュレーション精度を落とすことなく配線基板の電
源／グランドノイズのシミュレーションを実行できるか
らである。
【００７４】第５の効果は、シミュレーション精度を落
とすことなく、微小領域のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、微小領域を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して微
小領域のシミュレーションモデルとし、微小領域のシミ
ュレーションモデルの領域中央端に電流変化源を接続
し、微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に
理想電源を接続し、電流変化源の電流を変化させるよう
にしたので、マトリクス状のモデリングを行わなくても
シミュレーション精度を落とすことなく微小領域の電源
／グランドノイズのシミュレーションを実行できるから
である。
とすことなく、微小領域のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、微小領域を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して微
小領域のシミュレーションモデルとし、微小領域のシミ
ュレーションモデルの領域中央端に電流変化源を接続
し、微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に
理想電源を接続し、電流変化源の電流を変化させるよう
にしたので、マトリクス状のモデリングを行わなくても
シミュレーション精度を落とすことなく微小領域の電源
／グランドノイズのシミュレーションを実行できるから
である。
【００７５】第６の効果は、シミュレーション精度を落
とすことなく、微小領域のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、微小領域を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して微
小領域のシミュレーションモデルとし、微小領域のシミ
ュレーションモデルの領域中央端に電流変化源を接続
し、微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に
理想電源を接続し、電流変化源の周辺にデカップリング
コンデンサモデルを接続し、電流変化源の電流を変化さ
せるようにしたので、マトリクス状のモデリングを行わ
なくてもシミュレーション精度を落とすことなく微小領
域の電源／グランドノイズのシミュレーションを実行で
きるからである。
とすことなく、微小領域のシミュレーションモデルの規
模を小さくしてシミュレーション実行時間を短縮するこ
とができることである。その理由は、微小領域を電流変
化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体
として捉え、ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の
円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に近
似し、各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線路
モデルを生成し、各伝送線路モデルを直列に接続して微
小領域のシミュレーションモデルとし、微小領域のシミ
ュレーションモデルの領域中央端に電流変化源を接続
し、微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に
理想電源を接続し、電流変化源の周辺にデカップリング
コンデンサモデルを接続し、電流変化源の電流を変化さ
せるようにしたので、マトリクス状のモデリングを行わ
なくてもシミュレーション精度を落とすことなく微小領
域の電源／グランドノイズのシミュレーションを実行で
きるからである。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施の形態に
係るモデリング方法の順位の手順を示す図である。
係るモデリング方法の順位の手順を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るモデリング方
法の順次の工程を示すフローチャートである。
法の順次の工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るシミュレーシ
ョン方法の順次の工程を示すフローチャートである。
ョン方法の順次の工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るシミュレーシ
ョン方法が適用される試料のイメージ図である。
ョン方法が適用される試料のイメージ図である。
【図５】図４中に示した配線基板の特性インピーダンス
および伝送遅延時間を表すグラフである。
および伝送遅延時間を表すグラフである。
【図６】図４に示した試料のシミュレーションモデルの
一例を示す回路図である。
一例を示す回路図である。
【図７】図４に示した試料の電源／グランドノイズのシ
ミュレーション波形を示す波形図である。
ミュレーション波形を示す波形図である。
【図８】図４に示した試料の電源／グランドノイズの実
験波形を示す波形図である。
験波形を示す波形図である。
【図９】図４に示した試料のシミュレーションモデルの
他の例を示す回路図である。
他の例を示す回路図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るシミュレー
ション方法においてデカップリングコンデンサモデルを
トランジスタモデルの周辺に実装するようにした場合の
順次の工程を示すフローチャートである。
ション方法においてデカップリングコンデンサモデルを
トランジスタモデルの周辺に実装するようにした場合の
順次の工程を示すフローチャートである。
【図１１】図９に示した試料のシミュレーションモデル
におけるデカップリングコンデンサモデルの位置に応じ
たノイズレベルのシミュレーション結果と実験結果とを
比較して示す図である。
におけるデカップリングコンデンサモデルの位置に応じ
たノイズレベルのシミュレーション結果と実験結果とを
比較して示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るモデリング
方法の順次の工程を示すフローチャートである。
方法の順次の工程を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るシミュレー
ション方法の順次の工程を示すフローチャートである。
ション方法の順次の工程を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るシミュレー
ション方法においてデカップリングコンデンサモデルを
トランジスタモデルの周辺に実装するようにした場合の
順次の工程を示すフローチャートである。
ション方法においてデカップリングコンデンサモデルを
トランジスタモデルの周辺に実装するようにした場合の
順次の工程を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るモデリング
方法およびシミュレーション方法が適用されるハードウ
ェア構成を示すブロック図である。
方法およびシミュレーション方法が適用されるハードウ
ェア構成を示すブロック図である。
１ 配線基板 ２１〜２ｎ ドーナツ基板 ３１〜３ｎ 矩形基板 ４１〜４ｎ 伝送線路モデル ５ 配線基板モデル ６ デカップリングコンデンサモデル １０１ 入力装置 １０２ データ処理装置 １０３ 記憶装置 １０４ 出力装置 １０５ 記録媒体 Ｅ 理想電源 Ｒｂ ベース抵抗 Ｒｅ エミッタ抵抗 Ｒｉ 内部抵抗 Ｓ 信号源 Ｔｒ トランジスタモデル Ａ１〜Ａ８ 工程（手順） Ｂ１〜Ｂ８ 工程（手順）
Claims (17)
- 【請求項１】 電流変化源が１つある配線基板の電源／
グランドノイズを伝送線路シミュレータで解析する際に
配線基板のシミュレーションモデルを生成するモデリン
グ方法において、前記配線基板を前記電流変化源を中心
とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体として捉え
る工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基板
の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体に
近似する工程と、前記矩形基板の集合体の各矩形基板を
伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する工
程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記配線
基板のシミュレーションモデルとする工程とを含むこと
を特徴とするモデリング方法。 - 【請求項２】 電流変化源を中心とした微小領域の電源
／グランドノイズを伝送線路シミュレータで解析する際
に微小領域のシミュレーションモデルを生成するモデリ
ング方法において、前記微小領域を前記電流変化源を中
心とした同心円状の細いドーナツ基板の集合体として捉
える工程と、前記ドーナツ基板の集合体を各ドーナツ基
板の円周を幅とし刻み長を長さとする矩形基板の集合体
に近似する工程と、前記矩形基板の集合体の各矩形基板
を伝送線路としてそれぞれの伝送線路モデルを生成する
工程と、前記各伝送線路モデルを直列に接続して前記微
小領域のシミュレーションモデルとする工程とを含むこ
とを特徴とするモデリング方法。 - 【請求項３】 前記各ドーナツ基板の刻み長を等間隔と
する請求項１または２記載のモデリング方法。 - 【請求項４】 前記伝送線路シミュレータとして、ＳＰ
ＩＣＥシミュレータを用いる請求項１または２記載のモ
デリング方法。 - 【請求項５】 電流変化源が１つある配線基板のシミュ
レーションモデルを生成し、伝送線路シミュレータで前
記配線基板の電源／グランドノイズのシミュレーション
を行うシミュレーション方法において、前記配線基板を
前記電流変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基
板の集合体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の集
合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとす
る矩形基板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板の
集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線
路モデルを生成する工程と、前記各伝送線路モデルを直
列に接続して前記配線基板のシミュレーションモデルと
する工程と、前記配線基板のシミュレーションモデルの
基板中央端に前記電流変化源を接続する工程と、前記配
線基板のシミュレーションモデルの基板外周端に理想電
源を接続する工程と、前記電流変化源の電流を変化させ
て前記伝送線路モデルの接続点を観測する工程とを含む
ことを特徴とするシミュレーション方法。 - 【請求項６】 電流変化源が１つある配線基板のシミュ
レーションモデルを生成し、伝送線路シミュレータで前
記配線基板の電源／グランドノイズのシミュレーション
を行うシミュレーション方法において、前記配線基板を
前記電流変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ基
板の集合体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の集
合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さとす
る矩形基板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板の
集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送線
路モデルを生成する工程と、前記各伝送線路モデルを直
列に接続して前記配線基板のシミュレーションモデルと
する工程と、前記配線基板のシミュレーションモデルの
基板中央端に前記電流変化源を接続する工程と、前記配
線基板のシミュレーションモデルの基板外周端に理想電
源を接続する工程と、前記電流変化源の周辺にデカップ
リングコンデンサモデルを接続する工程と、前記電流変
化源の電流を変化させて前記伝送線路モデルの接続点を
観測する工程とを含むことを特徴とするシミュレーショ
ン方法。 - 【請求項７】 電流変化源を中心とした微小領域のシミ
ュレーションモデルを生成し、伝送線路シミュレータで
前記微小領域の電源／グランドノイズのシミュレーショ
ンを行うシミュレーション方法において、前記微小領域
を前記電流変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ
基板の集合体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の
集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さと
する矩形基板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板
の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送
線路モデルを生成する工程と、前記各伝送線路モデルを
直列に接続して前記微小領域のシミュレーションモデル
とする工程と、前記微小領域のシミュレーションモデル
の領域中央端に前記電流変化源を接続する工程と、前記
微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に理想
電源を接続する工程と、前記電流変化源の電流を変化さ
せて前記伝送線路モデルの接続点を観測する工程とを含
むことを特徴とするシミュレーション方法。 - 【請求項８】 電流変化源を中心とした微小領域のシミ
ュレーションモデルを生成し、伝送線路シミュレータで
前記微小領域の電源／グランドノイズのシミュレーショ
ンを行うシミュレーション方法において、前記微小領域
を前記電流変化源を中心とした同心円状の細いドーナツ
基板の集合体として捉える工程と、前記ドーナツ基板の
集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長を長さと
する矩形基板の集合体に近似する工程と、前記矩形基板
の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれの伝送
線路モデルを生成する工程と、前記各伝送線路モデルを
直列に接続して前記微小領域のシミュレーションモデル
とする工程と、前記微小領域のシミュレーションモデル
の領域中央端に前記電流変化源を接続する工程と、前記
微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に理想
電源を接続する工程と、前記電流変化源の周辺にデカッ
プリングコンデンサモデルを接続する工程と、前記電流
変化源の電流を変化させて前記伝送線路モデルの接続点
を観測する工程とを含むことを特徴とするシミュレーシ
ョン方法。 - 【請求項９】 前記電流変化源が、トランジスタモデル
でなることを特徴とする請求項５ないし８記載のシミュ
レーション方法。 - 【請求項１０】 前記各ドーナツ基板の刻み長を等間隔
とする請求項５ないし８記載のシミュレーション方法。 - 【請求項１１】 前記伝送線路シミュレータとして、Ｓ
ＰＩＣＥシミュレータを用いる請求項５ないし８記載の
シミュレーション方法。 - 【請求項１２】 コンピュータに、電流変化源が１つあ
る配線基板を前記電流変化源を中心とした同心円状の細
いドーナツ基板の集合体として捉える手順，前記ドーナ
ツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長
を長さとする矩形基板の集合体に近似する手順，前記矩
形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれ
の伝送線路モデルを生成する手順，および前記各伝送線
路モデルを直列に接続して前記配線基板のシミュレーシ
ョンモデルとする手順を実行させるためのプログラムを
記録した記録媒体。 - 【請求項１３】 コンピュータに、電流変化源を中心と
した微小領域を前記電流変化源を中心とした同心円状の
細いドーナツ基板の集合体として捉える手順，前記ドー
ナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み
長を長さとする矩形基板の集合体に近似する手順，前記
矩形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞ
れの伝送線路モデルを生成する手順，および前記各伝送
線路モデルを直列に接続して前記微小領域のシミュレー
ションモデルとする手順を実行させるためのプログラム
を記録した記録媒体。 - 【請求項１４】 コンピュータに、電流変化源が１つあ
る配線基板を前記電流変化源を中心とした同心円状の細
いドーナツ基板の集合体として捉える手順，前記ドーナ
ツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長
を長さとする矩形基板の集合体に近似する手順，前記矩
形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれ
の伝送線路モデルを生成する手順，前記各伝送線路モデ
ルを直列に接続して前記配線基板のシミュレーションモ
デルとする手順，前記配線基板のシミュレーションモデ
ルの基板中央端に前記電流変化源を接続する手順，前記
配線基板のシミュレーションモデルの基板外周端に理想
電源を接続する手順，および前記電流変化源の電流を変
化させて前記伝送線路モデルの接続点を観測する手順を
実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。 - 【請求項１５】 コンピュータに、電流変化源が１つあ
る配線基板を前記電流変化源を中心とした同心円状の細
いドーナツ基板の集合体として捉える手順，前記ドーナ
ツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み長
を長さとする矩形基板の集合体に近似する手順，前記矩
形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞれ
の伝送線路モデルを生成する手順，前記各伝送線路モデ
ルを直列に接続して前記配線基板のシミュレーションモ
デルとする手順，前記配線基板のシミュレーションモデ
ルの基板中央端に前記電流変化源を接続する手順，前記
配線基板のシミュレーションモデルの基板外周端に理想
電源を接続する手順，前記電流変化源の周辺にデカップ
リングコンデンサモデルを接続する手順，および前記電
流変化源の電流を変化させて前記伝送線路モデルの接続
点を観測する手順を実行させるためのプログラムを記録
した記録媒体。 - 【請求項１６】 コンピュータに、電流変化源を中心と
した微小領域を前記電流変化源を中心とした同心円状の
細いドーナツ基板の集合体として捉える手順，前記ドー
ナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み
長を長さとする矩形基板の集合体に近似する手順，前記
矩形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞ
れの伝送線路モデルを生成する手順，前記各伝送線路モ
デルを直列に接続して前記微小領域のシミュレーション
モデルとする手順，前記微小領域のシミュレーションモ
デルの領域中央端に前記電流変化源を接続する手順，前
記微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に理
想電源を接続する手順，および前記電流変化源の電流を
変化させて前記伝送線路モデルの接続点を観測する手順
を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体。 - 【請求項１７】 コンピュータに、電流変化源を中心と
した微小領域を前記電流変化源を中心とした同心円状の
細いドーナツ基板の集合体として捉える手順，前記ドー
ナツ基板の集合体を各ドーナツ基板の円周を幅とし刻み
長を長さとする矩形基板の集合体に近似する手順，前記
矩形基板の集合体の各矩形基板を伝送線路としてそれぞ
れの伝送線路モデルを生成する手順，前記各伝送線路モ
デルを直列に接続して前記微小領域のシミュレーション
モデルとする手順，前記微小領域のシミュレーションモ
デルの領域中央端に前記電流変化源を接続する手順，前
記微小領域のシミュレーションモデルの領域外周端に理
想電源を接続する手順，前記電流変化源の周辺にデカッ
プリングコンデンサモデルを接続する手順，および前記
電流変化源の電流を変化させて前記伝送線路モデルの接
続点を観測する手順を実行させるためのプログラムを記
録した記録媒体。
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