JP2001043262A - 単一および結合損失伝送ラインのシミュレーションに用いる方法 - Google Patents

単一および結合損失伝送ラインのシミュレーションに用いる方法

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JP2001043262A JP2000192232A JP2000192232A JP2001043262A JP 2001043262 A JP2001043262 A JP 2001043262A JP 2000192232 A JP2000192232 A JP 2000192232A JP 2000192232 A JP2000192232 A JP 2000192232A JP 2001043262 A JP2001043262 A JP 2001043262A
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transmission line
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triangular
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simulation
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Chen Jaokuuingu
ジャオクゥイング・チェン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一および結合損失伝送ライン用の高速シミ
ュレーション方法を提供する。 【解決手段】 高速シミュレーション方法は、三角波イ
ンパルス応答に基づく。この方法は、高速ICパッケー
ジ構造内に設けられた周波数依存パラメータを有する多
数の損失伝送ラインよりなるシミュレーション装置に用
いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路シミュレーシ
ョン、特に、三角波インパルス応答に基づいた周波数依
存パラメータを有する単一および結合損失ラインの高速
シミュレーション方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】以下の説明において、
S/390,RS/6000,IBMは、Intern
atioanl Business Machines
Corporation(Armonk,Newyo
rk,U.S.A.)の登録商標である。G5のように
他の名称は、International Busin
ess Machines Corporationあ
るいは他社の商標または商品名である。
【0003】刊行物“First level pac
kage design consideration
s for IBM’s S/390 G5 serv
er”(Proc.IEEE 7th Topical
Meet.Elect.Performance E
lectron.Packag.,West Poin
t,NY,Oct.1998,pp.15−16.)に
おいて、G.Katapis,D.Beckerおよび
H.Stollerによって検討されているメインフレ
ーム・コンピュータ・システム用のパッケージ内には、
多くの伝送ラインが存在する。システム・クロック周波
数および集積密度が増大するにつれて、ICパッケージ
内の伝送ラインの損失は、もはや無視することができな
い。メインフレーム・コンピュータ・パッケージ構造お
よび他の高速ICパッケージ構造アプリケーションにお
いて、多くの(例えば、100k)単一および結合損失
伝送ラインを有するシステムを、シミュレーションしな
ければならない。ツールにとっては、精度に加えて、シ
ミュレーション時間が他の重要な基準である。損失伝送
ラインについての既存のモデルは、通常、非常に低速で
あるので、特に表皮効果のような周波数依存特性が考慮
されるときには、このようなシミュレーションには直接
に用いることはできない。高速シミュレーション方法
は、メインフレーム・コンピュータ用の高速ICパッケ
ージの正確な構造にとって、重要な問題の1つになる。
【0004】
【課題を解決するための手段】ICパッケージのネット
リストに対して、伝送ラインの損失をシミュレートする
高速シミュレーション方法が提供される。損失伝送ライ
ンの三角波インパルス応答データベースに基づく本発明
の方法は、既存のツールよりも、かなり速い速度を有
し、既存のツールと比較して、満足すべき精度を有す
る。この新しい計算方法は、テスト回路のために生成さ
れた三角波インパルス応答データベースを用いる。した
がって、この新しい方法は、ICパッケージのネットリ
ストに対して、時間領域基準関数として表される三角波
形、および損失伝送ラインのデータベースからの、三角
波インパルス応答の要求とを用いて、ICパッケージ種
々の長さおよび種々の寸法を有するネットリスト回路伝
送ラインの時間領域応答を、反覆して計算する。
【0005】これらの、および他の改良は、以下の詳細
な説明で述べられる。本発明の利点と特徴を十分に理解
するためには、詳細な説明と図面とを参照すべきであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】あらゆる波形(図1の10)を表
すための時間領域基準関数として三角波形11を用いる
と、時間領域応答は、三角波インパルス応答によって計
算できる。図2に、N結合伝送ライン・セクションを示
し、図3に、本発明の結果である等価回路を示す。図3
において、ij (t)およびwj (t)を計算する式
が、次式で与えられる。
【0007】
【数2】
【0008】ここに、ij (t)は、図2の伝送ライン
jの特性インピーダンスの虚数部を表す電流源であり、
j (t)は、図2のラインjの結合および伝送を表す
電流源である。
【0009】これらの式によって、電流源ij (t)
は、伝送ラインjの特性インピーダンスであるZojの虚
数部によって生起され、Rojは、特性インピーダンスZ
ojの実数部である。また、iTIRj(t)およびVTIRmj
(t)は、次のセクションで説明される三角波インパル
ス応答であり、Δtはこの方法で用いられるシミュレー
ション時間ステップである。ディスク上のデータベース
に格納され、本発明の方法によって用いられる三角波イ
ンパルス応答を生成するために、シミュレーション・ツ
ールが用いられる。
【0010】上記式に基づく汎用のシミュレーション・
ツールが開発されている。抵抗,インダクタ,キャパシ
タのような集中(伝送ラインとは異なり一点に集中し
た)素子と、電圧および電流源とは、伝送ライン用に実
現したこのツールによって、得られる。上記式によって
示される計算を実行する本発明によるシミュレーション
の際、全ICパッケージ回路は、伝送ラインによって分
離される多くの局部回路に分割され、個々に、シミュレ
ーション時間ステップ毎に解が得られる。
【0011】新しいシミュレーション・ツールをランす
る前に、本発明の方法を使用する。したがって、損失伝
送ラインの三角波インパルス応答を含むデータベースを
持つ、あるいはセットアップする必要がある。このため
には、周波数依存パラメータを有する伝送損失ラインを
含むIBMシミュレーション・ツールであるASXをラ
ンして、損失伝送ラインの基準三角波インパルス応答を
得る。シミュレーション・ツールは、他のツールであっ
てもよい。単一および2結合伝送ラインの基準三角波イ
ンパルス応答を生成させるテストケースのASXシミュ
レーションのための回路図を図4に示す。単一ピーク値
および2Dtの三角波形を有する電圧源Vinを用いて、
三角波インパルス応答を得る。図5は、損失2結合伝送
ラインの三角波インパルス応答の1つの例であるV
TIR14 を示す。
【0012】すべての三角波インパルス応答は、単一ラ
インにおけるiTIRIを除いて、本来的にライン長依存で
ある。基準テストケース回路(図4)三角波インパルス
応答は、シミュレーション・ツールで使用するために、
データベース(図5の格納データとして表す)に入力さ
れる。データのフローチャートを、図6に示す。新しい
ツールによるシミュレーションの直前に、ICパッケー
ジ構造のための回路における全伝送ラインに対し補間法
を用いることによって、制限された数の三角波インパル
ス応答が、ASXによって生成され、TIRデータベー
スの図5のデータによって表される、ディスク上のデー
タベースに格納される。
【0013】図6に示される改良との比較のために、A
SXで用いられるオリジナルのドライバ・モデルとその
励起源とを、抵抗とピース状リニア電圧源とよりなり、
オリジナル・モデルから引き出される簡略化モデルと置
き換えた。近端および遠端の結合ノイズの結果を、AS
Xによる結果と比較して、図7および図8に示す。図7
および図8において、点線は、ASXによって得られた
結果を示し、簡略化モデルによる結果は、“本発明方
法”の実線で示されている。明らかなように、本発明の
方法を用いるツールは、三角波インパルス応答データベ
ースを生成するために用いたツールとほとんど同じ精度
を用いている。しかし、IBM RS/6000 43
P Model 260ワークステーション上で、“本
発明方法”によるCPU時間は、図9に示す回路をシミ
ュレーションするために、それぞれ20ns回路波形長
性能時間(2000回ステップ)に対しては、2.6秒
であり、200ns回路波形長性能時間(20000回
ステップ)に対しては、6.6秒である。正規のシミュ
レーション・ツールAXSによれば、簡略化されたドラ
イバ・モデルが用いられるときには、20ns回路波形
性能時間に対し、時間は75秒となる。
【0014】本発明の好適な実施例を説明したが、当業
者は、現在および将来において、本発明の範囲内におい
て種々の改良および強化を行うことができることがわか
る。
【0015】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 (1)単一および結合損失ラインのシミュレーションに
用いる方法であって、テスト回路に対して三角波インパ
ルス応答を生成するシミュレーション・ツールに入力さ
れるテスト回路を用いて作成された、損失伝送ラインの
多数の三角波インパルス応答を格納するデータベースを
用いるステップと、前記格納される三角波インパルス応
答を、前記シミュレーション・ツールで生成し、データ
ベース要求による検索のために、前記格納された多数の
三角波インパルス応答を、前記データベースに格納する
ステップと、集積回路(IC)パッケージをいかにチッ
プ上にレイアウトするかを決定するために、ICパッケ
ージのシミュレーションの際に、シミュレーション・ツ
ールへの入力として、前記ICパッケージのネットリス
トを与えるステップと、前記ICパッケージのネットリ
ストに対して、時間領域基本関数として表される三角波
形、および損失伝送ラインの前記データベースからの、
三角波インパルス応答の要求とを用いて、前記ネットリ
ストに対する前記ICパッケージの伝送ラインの時間領
域応答を、反覆して計算するステップと、を含むことを
特徴とする方法。 (2)前記三角波インパルス応答が計算されるときに、
三角波インパルス応答に対して、終端セットアップを導
入することを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (3)ICパッケージに対して種々の長さおよび種々の
方法で、ネットリスト回路伝送ラインの時間領域応答に
対して、時間領域応答を計算することを特徴とする上記
(1)に記載の方法。 (4)ICパッケージの回路に対する時間領域応答の反
覆決定に用いられるステップにおいて、伝送ライン(j
=1,2,…,2N)に対しij (t)およびw j
(t)を計算する式が
【0016】
【数3】
【0017】ここに、ij (t)は、伝送ラインjの特
性インピーダンスの虚数部を表す電流源であり、wj
(t)は、ラインjの結合および伝送を表す電流源であ
る、ことを特徴とする上記(1)に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】波形を表すために、三角形基準波形によって構
成される波形を示す図である。
【図2】N結合伝送ラインセクションを示す図である。
【図3】図2のN結合伝送ラインの等価回路を示す図で
ある。
【図4】単一および2結合ラインの三角波インパルス応
答を生成するASX(IBMシミュレーション・ツー
ル)を示す図である。
【図5】遠端結合ノイズVTIR14 を示す図である。
【図6】三角波インパルス応答に基づく周波数依存パラ
メータを有する単一および結合損失ラインに対するシミ
ュレーション方法のフローチャートである。
【図7】新しい方法およびASXツールによる、図6の
2 の比較を示す図である。
【図8】新しい方法およびASXツールによる、図6の
4 の比較を示す図である。
【図9】本発明の方法の検証に用いられるシミュレーシ
ョンされた回路を示す図である。
【符号の説明】 10 波形 11 三角波形

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単一および結合損失ラインのシミュレーシ
    ョンに用いる方法であって、 テスト回路に対して三角波インパルス応答を生成するシ
    ミュレーション・ツールに入力されるテスト回路を用い
    て作成された、損失伝送ラインの多数の三角波インパル
    ス応答を格納するデータベースを用いるステップと、 前記格納される三角波インパルス応答を、前記シミュレ
    ーション・ツールで生成し、データベース要求による検
    索のために、前記格納された多数の三角波インパルス応
    答を、前記データベースに格納するステップと、 集積回路(IC)パッケージをいかにチップ上にレイア
    ウトするかを決定するために、ICパッケージのシミュ
    レーションの際に、シミュレーション・ツールへの入力
    として、前記ICパッケージのネットリストを与えるス
    テップと、 前記ICパッケージのネットリストに対して、時間領域
    基本関数として表される三角波形、および損失伝送ライ
    ンの前記データベースからの、三角波インパルス応答の
    要求とを用いて、前記ネットリストに対する前記ICパ
    ッケージの伝送ラインの時間領域応答を、反覆して計算
    するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】前記三角波インパルス応答が計算されると
    きに、三角波インパルス応答に対して、終端セットアッ
    プを導入することを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】ICパッケージに対して種々の長さおよび
    種々の方法で、ネットリスト回路伝送ラインの時間領域
    応答に対して、時間領域応答を計算することを特徴とす
    る請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】ICパッケージの回路に対する時間領域応
    答の反覆決定に用いられるステップにおいて、伝送ライ
    ン(j=1,2,…,2N)に対しij (t)およびw
    j (t)を計算する式が 【数1】 ここに、ij (t)は、伝送ラインjの特性インピーダ
    ンスの虚数部を表す電流源であり、wj (t)は、ライ
    ンjの結合および伝送を表す電流源である、ことを特徴
    とする請求項1記載の方法。
JP2000192232A 1999-07-01 2000-06-27 単一および結合損失伝送ラインのシミュレーションに用いる方法 Pending JP2001043262A (ja)

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7693700B1 (en) * 2003-05-09 2010-04-06 Altera Corporation Caching technique for electrical simulation of VLSI interconnect
US7401014B2 (en) * 2004-10-19 2008-07-15 International Business Machines Corporation Method for order selection in passive transmission line macromodels based on the lie criteria
CN102663161B (zh) * 2012-03-16 2014-07-02 苏州芯禾电子科技有限公司 一种射频集成电路三角网格剖分的方法
CN116298473B (zh) * 2023-05-17 2023-08-08 湖南大学 芯片引脚电压的非接触测量方法、装置、设备和介质

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5025402A (en) * 1989-04-07 1991-06-18 Northern Telecom Limited Method of transient simulation of transmission line networks using a circuit simulator
US5055795A (en) * 1990-05-29 1991-10-08 At&T Bell Laboratories Traveling wave type transversal equalizer
JP3082987B2 (ja) * 1991-10-09 2000-09-04 株式会社日立製作所 ミックスモードシミュレーション方法
US5371853A (en) * 1991-10-28 1994-12-06 University Of Maryland At College Park Method and system for CELP speech coding and codebook for use therewith
US5502392A (en) * 1992-04-30 1996-03-26 International Business Machines Corporation Methods for the measurement of the frequency dependent complex propagation matrix, impedance matrix and admittance matrix of coupled transmission lines
US5379231A (en) * 1992-05-29 1995-01-03 University Of Texas System Method and apparatus for simulating a microelectric interconnect circuit
US5313398A (en) * 1992-07-23 1994-05-17 Carnegie Mellon University Method and apparatus for simulating a microelectronic circuit
US5559997A (en) * 1993-10-04 1996-09-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. System and method for designing a printed-circuit board
EP0696848B1 (de) * 1994-08-08 2000-04-05 Micronas Intermetall GmbH Verfahren zur digitalen Interpolation von Signalen
US6207936B1 (en) * 1996-01-31 2001-03-27 Asm America, Inc. Model-based predictive control of thermal processing
US5903477A (en) * 1996-04-10 1999-05-11 Fujitsu Limited Simulation apparatus and simulation method for electromagnetic field intensity using moment method
US6234658B1 (en) * 1996-06-07 2001-05-22 Duality Semiconductor, Inc. Method and apparatus for producing signal processing circuits in the delta sigma domain
US6051027A (en) * 1997-08-01 2000-04-18 Lucent Technologies Efficient three dimensional extraction
US6028989A (en) * 1998-04-13 2000-02-22 International Business Machines Corporation Calculating crosstalk voltage from IC craftsman routing data
US6445692B1 (en) * 1998-05-20 2002-09-03 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Blind adaptive algorithms for optimal minimum variance CDMA receivers
US6226330B1 (en) * 1998-07-16 2001-05-01 Silicon Graphics, Inc. Eigen-mode encoding of signals in a data group
US6342823B1 (en) * 1998-08-26 2002-01-29 International Business Machines Corp. System and method for reducing calculation complexity of lossy, frequency-dependent transmission-line computation
US6418401B1 (en) * 1999-02-11 2002-07-09 International Business Machines Corporation Efficient method for modeling three-dimensional interconnect structures for frequency-dependent crosstalk simulation
US6353801B1 (en) * 1999-04-09 2002-03-05 Agilent Technologies, Inc. Multi-resolution adaptive solution refinement technique for a method of moments-based electromagnetic simulator

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