JP2002304434A - Ｅｍｉシミュレーション用半導体集積回路電源モデルの作成方法、装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作成が容易で自動作成可能なＥＭＩシミュレ
ーション用半導体集積回路電源モデルの作成技術の提
供。 【解決手段】 可変抵抗と負荷容量による記述形式で表
現されたシミュレーションモデルの作成において、半導
体集積回路の電源端子間に流れる電流波形の変化に基づ
いて可変抵抗と負荷容量の値を求めるという方法を用い
ることにより、非常に容易かつ正確にシミュレーション
モデルを作成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＭＩシミュレー
ション用の半導体集積回路電源モデルの作成方法に関
し、特に、可変抵抗と負荷容量による記述形式で表現さ
れたシミュレーションモデルにおいて、半導体集積回路
で発生する放射電磁界をシミュレーションするためのも
のであり、定直流電圧と可変抵抗により電源端子間に実
際に流れる電流の変化を表すモデルの作成方法、装置及
びプログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器に搭載されるプリント回路基板
（以下、「ＰＣＢ」とも表記する。）からは、ＥＭＩ
（不要電磁放射）が発生する。ＥＭＩ発生の主要因とし
ては、ＰＣＢ上の高周波電流、特に半導体集積回路（以
下、「ＬＳＩ」とも表記する。）の電源端子からの高周
波電流が考えられる。そこで、電子機器のＥＭＩ対策と
して、ＰＣＢの設計段階においてその電源層を流れる高
周波電流を見積る必要がある。このため、ＥＭＩシミュ
レーションに用いるための適切なＬＳＩ電源モデルが必
要とされる。

【０００３】そのような従来のＬＳＩ電源モデルの作成
方法の一例が、文献１：「信学技報TECHNICAL REPORT O
F IEICE EMCJ 99 - 103 (1999 - 12)」に、「ＬＳＩの
ＥＭＩシミュレーション用電源モデルの検討」と題して
開示されている。この文献の第１７頁の図６（ａ）に
は、図５に示す電源モデルの一例である可変抵抗モデル
が示されている。図５に示すモデルは、第一電源端子７
と内部出力端子６間に接続された第一可変抵抗２及び第
一負荷容量４と、第二電源端子８と内部出力端子６間に
接続された第二可変抵抗３及び第二負荷容量５とにより
構成されている。そして、このモデルにおいては、第一
及び第二可変抵抗３及び４の値の変化を制御することに
より、第一及び第二電源端子７及び８に流れる電流を表
現することが可能である。

【０００４】また、この文献１の第１７頁の図６（ｂ）
には、可変抵抗モデルの一例として、図１４に示すよう
に、第一可変抵抗２をＰチャネルＭＯＳトランジスタ
（以下、「Ｐｃｈ−Ｔｒ」とも表記する。）３８で記述
し、第二可変抵抗３をＮチャネルＭＯＳトランジスタ
（以下Ｎｃｈ−Ｔｒ）３９で記述したモデルが示されて
いる。

【０００５】図１４に示すモデルは、ＬＳＩの内部設計
情報から作成される。モデルの作成にあたっては、ま
ず、図１５に示すように、ＬＳＩの全回路情報４０から
クロック信号系４１のみを抽出する。このようにクロッ
ク信号系のみを抽出す理由は、ロジック系ＣＭＯＳ Ｌ
ＳＩの電源電流は、クロック信号系が支配的であると考
えられるからである。続いて、図１６に示すように、抽
出したクロック信号系４１において同じタイミングで動
作しているトランジスタと負荷容量をそれぞれ１つにま
とめる。このようにして、クロック信号系４１からモデ
ル４２が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＳＩ
の全回路情報を入力するだけでモデル作成の作業を行う
ことができる完全自動化ツールは未だ実現していない。
その上、従来の方法によるモデルの作成作業を完全自動
化にするには、計算機に相当高い演算処理能力が要求さ
れることになる。このため、ＬＳＩの全回路情報の膨大
なデータからクロック信号系だけを抽出し、さらに、そ
れを図１６に示すようなモデルにまとめるという非常に
困難な作業を、従来は、人手によって行っていた。その
結果、図１６に示したようなトランジスタ記述の可変抵
抗モデルを作成する作業は、決して簡単ではなく、非常
に困難であった。

【０００７】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たものであり、従来作成が困難であったＥＭＩシミュレ
ーション用のＬＳＩ電源モデルとしての可変抵抗モデル
の記述形式を変え、自動作成に好適な、作成が容易な、
ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源モデル
（以下、「シミュレーションモデル」とも表記する。）
の作成方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、本発明の請求項１に係るＥＭＩシミュレーション用
半導体集積回路電源モデル（シミュレーションモデル）
の作成方法によれば、第一電源端子と内部出力端子との
間に接続された第一可変抵抗と、第二電源端子と内部出
力端子との間に接続された第二可変抵抗と、第一電源端
子と内部出力端子との間に接続された第一負荷容量と、
第二電源端子と内部出力端子との間に接続された第二負
荷容量とにより構成された、プリント回路基板及び半導
体集積回路を対象としたＥＭＩシミュレーション用半導
体集積回路電源モデルの作成にあたり、第一電源端子か
ら第一可変抵抗及び第二負荷容量を介して第二電源端子
へ流れる第一電流に基づいて、第一可変抵抗の値及び第
二負荷容量の値を求め、第一電源端子から第一負荷容量
及び第二可変抵抗を介して第二電源端子へ流れる第二電
流に基づいて、第二可変抵抗の値及び第一負荷容量の値
を求める方法としてある。

【０００９】このように、本発明によれば、可変抵抗と
負荷容量による記述形式で表現されたシミュレーション
モデルにおいて、定直流電圧と可変抵抗により電源端子
間に実際に流れる電流の変化を表す。これにより、従来
のＬＳＩ全回路情報から作成していたトランジスタ記述
のシミュレーションモデルのようにクロック系を抽出す
るなどの困難な作業を行わなくても、電源端子間を流れ
る電流から容易にモデルを作成することができる。その
結果、モデルを自動的に作成することが可能となる。さ
らに、本発明においては、シミュレーションモデルに
は、ＬＳＩ内部の回路構成やデバイス構造に関する詳細
な情報が含まれない。このため、ＬＳＩメーカーからユ
ーザーにモデルを提示することが可能となる。

【００１０】また、請求項２記載の発明によれば、第一
負荷容量の値は、第二電流を時間積分して得られた電荷
量を、第一電源端子と第二電源端子との間の直流電圧に
より割った値として求め、第二負荷容量の値は、第一電
流を時間積分して得られた電荷量を、第一電源端子と第
二電源端子との間の直流電圧により割った値として求め
る方法としてある。

【００１１】このように電源端子間を流れる電流を積分
することにより、負荷容量の値を容易に求めることがで
きる。

【００１２】また、請求項３記載の発明によれば、第一
可変抵抗を流れる電流Ｉｒ１（ｔ）、及び、第二可変抵
抗を流れる電流Ｉｒ２（ｔ）を、下記の式（１）及び式
（２）により求め、さらに、第一可変抵抗の値Ｒｒ１
（ｔ）、及び、第二可変抵抗の値Ｒｒ２（ｔ）を、下記
の式（３）及び式（４）により求める方法としてある。 Ｉｒ１（ｔ）＝Ｉ１（ｔ）＊（Ｃ１＋Ｃ２）／Ｃ２ …（１） Ｉｒ２（ｔ）＝Ｉ２（ｔ）＊（Ｃ１＋Ｃ２）／Ｃ１ …（２） （ただし、Ｉ１（ｔ）は第一電流、Ｉ２（ｔ）は第二電
流、Ｃ１は第一負荷容量の値、Ｃ２は第二負荷容量の値
を表す。） Ｒｒ１（ｔ）＝Ｖ１（ｔ）／Ｉｒ１（ｔ） …（３） Ｒｒ２（ｔ）＝Ｖ２（ｔ）／Ｉｒ２（ｔ） …（４） （ただし、Ｖ１（ｔ）は第一可変抵抗の両端間の電圧、
Ｖ２（ｔ）は第一可変抵抗の両端間の電圧を表す。）

【００１３】これにより、実際のＬＳＩの電源端子間を
流れる電流を用いて、一定の電圧において同様の電流変
化をするように第一及び第二の可変抵抗の時間変化を設
定して作成することができる。

【００１４】また、請求項４記載の発明によれば、第一
負荷容量と直列に接続された第一スイッチを設け、当該
第一負荷容量と並列に接続された、互いに直列接続の第
二スイッチ及び第一負荷容量側定抵抗の直列接続を設
け、第二負荷容量と直列に接続された第三スイッチを設
け、当該第二負荷容量と並列に接続された、互いに直列
接続の第四スイッチ及び第二負荷容量側定抵抗を設け、
第一〜第四スイッチの開閉を制御する制御電源を設け、
この制御電源によって、第一〜第四スイッチの開閉を制
御し、第一可変抵抗の値Ｒｒ１ｄ（ｔ）、及び、前記第
二可変抵抗の値Ｒｒ２ｄ（ｔ）を、下記の式（５）及び
式（６）により求める方法としてある。 Ｒｒ１ｄ（ｔ）＝Ｖ１（ｔ）／Ｉ１（ｔ） …（５） （ただし、Ｖ１は第一可変抵抗の両端間の電圧、Ｉ１
（ｔ）は第一電流を表す。） Ｒｒ２ｄ（ｔ）＝Ｖ２（ｔ）／Ｉ２（ｔ） …（６） （ただし、Ｖ２は第二可変抵抗の両端間の電圧、Ｉ２
（ｔ）は第二電流を表す。）

【００１５】このようにしても、実際のＬＳＩの電源端
子間を流れる電流を用いて、一定の電圧において同様の
電流変化をするように第一及び第二の可変抵抗の時間変
化を設定して作成することができる。

【００１６】また、請求項５記載の発明によれば、一周
期中に、第一電流の第一ピーク波形と第二電流の第一ピ
ーク波形とが、それぞれ二以上の同数個ずつ交互に含ま
れる場合に、隣合った前記第一及び第二ピーク波形を組
とし、各組ごとに、第一ピーク波形部分の第一電流に基
づいて、前記第一可変抵抗の値及び第二負荷容量の値を
求め、かつ、第二ピーク波形部分の第二電流に基づい
て、前記第二可変抵抗の値及び第一負荷容量の値を求め
る方法としてある。

【００１７】また、請求項６記載の発明によれば、半導
体集積回路内部を複数部分に分割して得られた個々の回
路ブロックごとに、前記ＥＭＩシミュレーション用半導
体集積回路電源モデルを作成する方法としてある。この
ようにすれば、ＬＳＩの全回路情報が膨大でシミュレー
ションが困難な場合であっても、各ブロックごとに電源
端子電流を求め、それらを足し合わせることにより、容
易にシミュレーションモデルを作成することができる。

【００１８】また、請求項７記載の発明によれば、複数
組の電源系を有する半導体集積回路について、各電源系
ごとに、前記ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路
電源モデルを作成する方法としてある。このようにすれ
ば、複数の電源系を有する場合においても、各電源系ご
とに容易にシミュレーションモデルを作成することがで
きる。

【００１９】また、本発明の請求項８に係るＥＭＩシミ
ュレーション用半導体集積回路電源モデルの作成装置に
よれば、第一電源端子と内部出力端子との間に接続され
た第一可変抵抗、第二電源端子と前記内部出力端子との
間に接続された第二可変抵抗、前記第一電源端子と前記
内部出力端子との間に接続された第一負荷容量、及び、
前記第二電源端子と前記内部出力端子との間に接続され
た第二負荷容量とにより構成されたテンプレートのデー
タが記憶される第一記憶部と前記第一電源端子から前記
第一可変抵抗及び第二負荷容量を介して前記第二電源端
子へ流れる第一電流のデータ、及び、前記第一電源端子
から前記第一負荷容量及び第二可変抵抗を介して前記第
二電源端子へ流れる第二電流のデータが格納される第二
記憶部と、前記第二記憶部から前記第一及び第二電流の
データを読み出し、前記第一電流のデータに基づいて、
前記第一可変抵抗の値及び第二負荷容量の値を求めると
ともに、前記第二電流のデータに基づいて、前記第二可
変抵抗の値及び第一負荷容量の値を求める演算部とを備
えた構成としてある。

【００２０】このように、本発明によれば、可変抵抗と
負荷容量による記述形式で表現されたテンプレートにお
ける、定直流電圧と可変抵抗により電源端子間に実際に
流れる電流の変化を、演算部が演算する。これにより、
従来のＬＳＩ全回路情報から作成していたトランジスタ
記述のシミュレーションモデルのようにクロック系を抽
出するなどの困難な作業を行わなくても、電源端子間を
流れる電流から容易にモデルを作成することができる。
その結果、モデルを自動的に作成することが可能とな
る。

【００２１】また、本発明の請求項９に係るプログラム
によれば、第一電源端子と内部出力端子との間に接続さ
れた第一可変抵抗と、第二電源端子と前記内部出力端子
との間に接続された第二可変抵抗と、前記第一電源端子
と前記内部出力端子との間に接続された第一負荷容量
と、前記第二電源端子と前記内部出力端子との間に接続
された第二負荷容量とにより構成されたテンプレートに
よる、プリント回路基板及び半導体集積回路を対象とし
たＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源モデル
を作成するためのプログラムであって、記憶部に格納さ
れた、前記第一電源端子から前記第一可変抵抗及び第二
負荷容量を介して前記第二電源端子へ流れる第一電流の
データと、前記第一電源端子から前記第一負荷容量及び
第二可変抵抗を介して前記第二電源端子へ流れる第二電
流のデータとを当該記憶部から読み出す処理と、前記第
一電流のデータに基づいて、前記第一可変抵抗の値及び
第二負荷容量の値を求めるとともに、前記第二電流のデ
ータに基づいて、前記第二可変抵抗の値及び第一負荷容
量の値を求める処理とをコンピュータに実行させること
を特徴とする。

【００２２】このように、本発明のプログラムによれ
ば、可変抵抗と負荷容量による記述形式で表現されたテ
ンプレートにおける、定直流電圧と可変抵抗により電源
端子間に実際に流れる電流の変化をコンピュータに計算
させることができる。これにより、従来のＬＳＩ全回路
情報から作成していたトランジスタ記述のシミュレーシ
ョンモデルのようにクロック系を抽出するなどの困難な
作業を行わなくても、電源端子間を流れる電流から容易
にモデルを作成することができる。その結果、モデルを
自動的に作成することが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。 ［第一実施形態］まず、図１を参照して、本発明の第一
実施形態のシミュレーションモデルとその作成方法につ
いて説明する。図１に示すように、第一実施形態のシミ
ュレーションモデルは、第一電源端子７と内部出力端子
６との間に接続された第一可変抵抗２と、第二電源端子
８と内部出力端子６との間に接続された第二可変抵抗３
と、第一電源端子７と内部出力端子６との間に接続され
た第一負荷容量４と、第二電源端子８と内部出力端子６
との間に接続された第二負荷容量５とにより構成されて
いる。

【００２４】そして、シミュレーションモデルの作成に
あたり、図１に示すように、第一電源端子７から第一可
変抵抗２及び第二負荷容量５を介して第二電源端子８へ
流れる第一電流Ｉ１（ｔ）に対応した第一ピーク波形Ｐ
１に基づいて、第一可変抵抗２の値及び第二負荷容量５
の値Ｃ２を求める。なお、図１においては、第一電流Ｉ
１(t)の経路を破線により示している。また、第一電流
Ｉ１(t)の経路は、図１４に示したＣＭＯＳインバータ
を用いたモデルにおいて、Ｐｃｈ−Ｔｒ３８をオン状態
（導通状態）とするとともに、Ｎｃｈ−Ｔｒ３９をオフ
状態（非導通状態）とした場合の電流経路に相当する。

【００２５】さらに、シミュレーションモデルの作成に
あたり、図１に示すように、第一電源端子７から第二可
変抵抗３及び第一負荷容量４を介して第二電源端子８へ
流れる第二電流Ｉ２（ｔ）に対応した第二ピーク波形Ｐ
２に基づいて、第二可変抵抗３の値及び第一負荷容量４
の値Ｃ１を求める。なお、図１においては、第二電流Ｉ
２(t)の経路を一点鎖線により示している。また、第二
電流Ｉ２(t)の経路は、図１４に示したモデルにおい
て、Ｐｃｈ−Ｔｒ３８をオフ状態とするとともに、Ｎｃ
ｈ−Ｔｒ３９をオン状態とした場合の電流経路に相当す
る。

【００２６】次に、第一及び第二ピーク波形Ｐ１及びＰ
２から第一及び第２に負荷容量の値Ｃ１及びＣ２を求め
る方法について説明する。まず、ＬＳＩの電源端子間を
流れる第一及び第二電流Ｉ１(t)及びＩ２(t)の第一及び
第二ピーク波形Ｐ１及びＰ２を求める。第一及び第二ピ
ーク波形Ｐ１及びＰ２は、図２に示すように、ＬＳＩ４
４に理想直流電圧源（定直流電圧源）４３のみを接続し
た状態でのシミュレーション又は計測を行って求める。

【００２７】ここで、図３に、ＬＳＩ４４に定直流電圧
源４３のみを接続した状態における第一及び第二電流Ｉ
１(t)及びＩ２(t)の一周期分の第一及び第二ピーク波形
Ｐ１及びＰ２の例を示す。図３に示すように、一周期分
の波形は、一組の第一ピーク波形Ｐ１と第二ピーク波形
Ｐ２とを含んでいる。

【００２８】なお、ＬＳＩの全回路情報が膨大でシミュ
レーションが困難なときは、ＬＳＩ内を幾つかのブロッ
クに分割し、各ブロックごとに電源端子電流を求め、そ
れらを足し合わせて波形Ｉを求めると良い。また、この
波形Ｉを求めるときは、できるだけ電源系に負荷が接続
されていない状態が望ましい。なぜならば、負荷が接続
されていると、その負荷の影響がモデル内に含まれてし
まうことになるからである。

【００２９】そして、図４に示すように、図１に示した
シミュレーションモデルの回路に定直流電圧源４３を接
続した状態を考えれば、この第一及び第二ピーク波形Ｐ
１及びＰ２から第一及び第二負荷容量４及び５の値Ｃ１
及びＣ２を求めることができる。

【００３０】具体的には、コンデンサを流れる電流値を
時間積分して電荷量を求め、それをコンデンサにかかる
電圧値で割れば、コンデンサの容量の値を求めることが
できる。すなわち、第一負荷容量４の値Ｃ１は、下記の
式（７）に示すように、第二電流Ｉ２(t)を時間積分し
て得られた電荷量を、第一電源端子７と第二電源端子８
と間の直流電圧、すなわち、定直流電圧源４３の電圧Ｖ
により割った値として求められる。

【００３１】また、第二負荷容量５の値Ｃ２は、下記の
式（８）に示すように、第一電流Ｉ１(t)を時間積分し
て得られた電荷量を、定直流電圧源４３の電圧Ｖにより
割った値として求められる。ただし、下記の式（７）及
び式（８）においては、電源端子電流の波形Ｉ(t)の周
期をＴで表す。また、図３に示すように、周期の前半で
第一電流Ｉ１(t)が流れ、周期の後半で第二電流Ｉ２(t)
が流れるものとする。

【００３２】

【数１】

【００３３】このように、シミュレーションモデルを作
成したときに、第一及び第二電源端子７及び８間に、図
３に示すピーク波形Ｐ１及びＰ２のように変化する第一
電流Ｉ１（ｔ）及び第二電流Ｉ２（ｔ）が流れれば、電
流Ｉ(t)の時間変化は、定直流電源４３の電圧値Ｖと、
第一及び第二可変抵抗２及び３の値の変化とにより与え
られる。したがって、図４に示すモデル回路おいて、第
一及び第二可変抵抗２及び３の値を、図３に示すような
電流が流れるように変化させることにより、シミュレー
ションモデルを非常に容易かつ正確に作成することがで
きる。

【００３４】［第二実施形態］次に、図５を参照して、
本発明の第二実施形態について説明する。図５は、第二
実施形態のシミュレーションモデルを説明するための回
路図である。

【００３５】ここで、図６に、ＬＳＩクロック信号に対
する、第一電流Ｉ１(t)及び第二電流Ｉ２(t)の変化を示
すタイミングチャートを示す。ＬＳＩのクロック信号
は、図６の折れ線Ｉに示すように、パルス波形の繰り返
しであり、そのパルス信号の一周期が、前記電流波形Ｉ
(t)の周期である。このパルス信号の周期に前記第一及
び第二可変抵抗を流れる電流のタイミングを合わせるよ
うに記述することにより、電源端子電流の制御が可能と
なる。

【００３６】まず、図６に示すように、パルス信号が立
ち上がる際に、曲線ＩＩで示す第一電流Ｉ１(t)の変化
に対応するピーク波形Ｐ１により求まる電流が、第一可
変抵抗を流れるように、第一可変抵抗の値を変動させ
る。

【００３７】また、パルス信号が立ち下がる際に、曲線
ＩＩＩで示す第二電流Ｉ２(t)の変化に対応するピーク
波形Ｐ２により求まる波形の電流が、第二可変抵抗を流
れるように第二可変抵抗の値を変動させる。

【００３８】そして、第二実施形態においては、第一可
変抵抗を流れる電流の時間波形Ｉｒ１（ｔ）、及び、第
二可変抵抗を流れる電流の時間波形Ｉｒ２（ｔ）を、下
記の式（１）及び式（２）により求める。

【００３９】 Ｉｒ１（ｔ）＝Ｉ１（ｔ）＊（Ｃ１＋Ｃ２）／Ｃ２ …（１） Ｉｒ２（ｔ）＝Ｉ２（ｔ）＊（Ｃ１＋Ｃ２）／Ｃ１ …（２） （ただし、Ｉ１（ｔ）は第一電流、Ｉ２（ｔ）は第二電
流、Ｃ１は第一負荷容量の値、Ｃ２は第二負荷容量の値
を表す。）

【００４０】続いて、第一可変抵抗の値Ｒｒ１（ｔ）、
及び、第二可変抵抗の値Ｒｒ２（ｔ）を、下記の式
（３）及び式（４）により求める。 Ｒｒ１（ｔ）＝Ｖ１（ｔ）／Ｉｒ１（ｔ） …（３） Ｒｒ２（ｔ）＝Ｖ２（ｔ）／Ｉｒ２（ｔ） …（４） （ただし、Ｖ１（ｔ）は第一可変抵抗の両端間の電圧、
Ｖ２（ｔ）は第一可変抵抗の両端間の電圧を表す。）

【００４１】したがって、シミュレーションモデルにお
いては、第一可変抵抗２の値がＲｒ１(t)のように変動
すると、電源端子７及び８間に、第一電流Ｉ１(t)が流
れることになる。また、第二可変抵抗３の値がＲｒ２
（ｔ）のように変動すると、電源端子７及び８間に、電
流Ｉ２(t)が流れることになる。これにより、図５に示
したモデルの記述において、モデルの動作として、図３
に示した第一及び第二ピーク波形Ｐ１及びＰ２の第一及
び第二電流Ｉ１(t)及びＩ２(t)を表現することができ
る。

【００４２】次に、図７のフローチャートを参照して、
図５に示したモデルを作成する処理の一例について説明
する。モデルの作成にあたっては、まず、半導体集積回
路の電流波形Ｉ(t)のデータ（図７のＳ１）から一周期
分の波形を取り出す。そして、その波形を半周期ずつに
分けて前半を前記第一電流Ｉ１(t)とし、後半を前記第
二電流Ｉ２(t)とする（図７のＳ２）。次に、可変抵抗
を流れる電流Ｉ１(t)及びＩ２(t)において式（７）、
（８）及び（１）、（２）により負荷容量値Ｃ１、Ｃ２
等のモデルのパラメータを計算する（図７のＳ３及びＳ
４）。

【００４３】続いて、用意されている図５のモデルに対
応したテンプレートに、上記のＳ２〜Ｓ４のステップで
求めたパラメータ値を挿入することにより、図５に示し
たモデルを作成する（図７のＳ５）。なお、テンプレー
トには、式（３）、（４）の定義、及び、図６のタイミ
ングチャートで示した動作を示す情報が全て含まれてい
る。

【００４４】［第三実施形態］次に、図８を参照して、
本発明の第三実施形態について説明する。図８は、第三
実施形態のシミュレーションモデルを説明するための回
路図である。図８に示すように、第三実施形態において
は、第一負荷容量４と直列に接続された第一スイッチ１
６を設け、当該第一負荷容量４と並列に接続された、互
いに直列接続の第二スイッチ１８及び第一負荷容量側定
抵抗１７の直列接続を設けている。また、第二負荷容量
５と直列に接続された第三スイッチ１９を設け、第二負
荷容量５と並列に接続された、互いに直列接続の第四ス
イッチ２１及び第二負荷容量側定抵抗２０を設けてい
る。

【００４５】ここで、１７、２０に示す第一、第二の負
荷容量側定抵抗の値をそれぞれｒｄ１、ｒｄ２とする
と、これらは使用者が任意に決めることのできる値であ
り、例えば、ｒｄ１＝ｒｄ２＝１Ωとするとよい。

【００４６】さらに、前記第一スイッチ１６、第二スイ
ッチ１８、第三スイッチ１９及び第四スイッチ２１の開
閉を制御する制御電源１５を設けている。そして、第三
実施形態では、この制御電源１５によって、第一〜第四
スイッチ１６、１８、１９及び２１の開閉を制御するこ
とにより、第一及び第二可変抵抗２及び３の値を制御す
る。そして、制御電源１５のパルス信号の周期をＬＳＩ
のクロック信号の周期と合わせることにより、電源端子
電流の制御が可能となる。

【００４７】ここで、図９に、第三実施形態における、
ＬＳＩのクロック信号に対する、第一電流Ｉ１(t)及び
第二電流Ｉ２(t)の変化と、第一及び第二可変抵抗側の
スイッチ１１及び１４、第一〜第四スイッチ１６、１
８、１９及び２１のオン・オフ（開閉）状態の変化の様
子を示すタイミングチャートを示す。

【００４８】そして、図９に示すように、ＬＳＩのクロ
ック信号が立ち上がる際に、曲線ＩＩで示す第一電流Ｉ
１(t)の変化に対応するピーク波形Ｐ１により求まる電
流が第一可変抵抗２を流れるように、第一可変抵抗２の
値を変動させる。また、このとき、制御電源１５からの
パルス信号も立ち上がり、その際に第二スイッチ１８、
第三スイッチ１９がそれぞれオン状態となるとともに、
第一スイッチ１６及び第四スイッチ２１がそれぞれオフ
状態となる。

【００４９】また、ＬＳＩのクロック信号が立ち下がる
際に、曲線ＩＩＩで示す第二電流Ｉ２(t)の変化に対応
するピーク波形Ｐ２により求まる電流が第二可変抵抗３
を流れるように、第二可変抵抗３の値を変動させる。ま
た、このとき、制御電源１５からのパルス信号の電圧も
たち下がり、その際に第二スイッチ１８及び第三スイッ
チ１９がそれぞれオフ状態になり、第一スイッチ１６及
び第四スイッチ２１がそれぞれオンになる。

【００５０】そして、第三実施形態では、第一可変抵抗
２の値Ｒｒｄ１（ｔ）及び第二可変抵抗３の値Ｒｒｄ２
（ｔ）を、下記の式（５）及び式（６）により求める。 Ｒｒｄ１（ｔ）＝Ｖ１（ｔ）／Ｉ１（ｔ） …（５） （ただし、Ｖ１は前記第一可変抵抗の両端間の電圧、Ｉ
１（ｔ）は前記第一電流を表す。） Ｒｒｄ２（ｔ）＝Ｖ２（ｔ）／Ｉ２（ｔ） …（６） （ただし、Ｖ２は前記第二可変抵抗の両端間の電圧、Ｉ
２（ｔ）は前記第二電流を表す。）

【００５１】したがって、シミュレーションモデルにお
いては、第一可変抵抗２の値がＲｒｄ１（ｔ）のように
変動すると、電源端子７及び８間に、第一電流Ｉ１
（ｔ）が流れることになる。また、第二可変抵抗３の値
がＲｒｄ２（ｔ）のように変動すると、電源端子７及び
８間に、電流Ｉ２(t)が流れることになる。これによ
り、図８に示したモデルの記述において、モデルの動作
として、図３に示した第一及び第二ピーク波形Ｐ１及び
Ｐ２の第一及び第二電流Ｉ１（ｔ）及びＩ２(t)を表現
することができる。

【００５２】図１０のフローチャートを参照して、図８
に示したモデルを作成する処理の一例について説明す
る。モデルの作成にあたり、まず、半導体集積回路の電
流波形Ｉ(t)のデータ（図１０のＳ１）から一周期分の
波形を取り出す。そして、その波形を半周期ずつに分け
て前半を第一電流Ｉ１(t)とし、後半を第二電流Ｉ２(t)
とする（図１０のＳ２）。続いて、Ｉ１(t)及びＩ２(t)
において式（７）、（８）によりＣ１、Ｃ２等のモデル
のパラメータを計算する（図１０のＳ３）。

【００５３】次に、用意されている図８のモデルに対応
したテンプレートに、上記のＳ２及びＳ３のステップで
求めたパラメータ値を挿入することにより、図８に示し
たモデルを作成する（図１０のＳ４）。なお、テンプレ
ートには、式（５）、（６）の定義、及び、図９のタイ
ミンチャートで示した動作を示す情報が全て含まれてい
る。

【００５４】［第四実施形態］次に、図１１を参照し
て、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施
形態では、図１１の上側のグラフに示すように、一周期
中に、第一電流の第一ピーク波形Ｐ１と第二電流の第二
ピーク波形Ｐ２とが、それぞれ三つずつ交互に含まれる
場合について説明する。この場合、先ず、隣合った前記
第一及び第二ピーク波形を組とする。すなわち、図１１
のグラフに示す左側の第一及び第二ピークＰ１及びＰ２
を第一の組２３とし、中央の第一及び第二ピークＰ１及
びＰ２を第二の組２４とし、右側の第一及び第二ピーク
Ｐ１及びＰ２を第三の組２５とする。

【００５５】そして、各組ごとに、図１１の下側の回路
図に示すように、上述の第一、第二又は第三実施形態に
おいて説明したモデルに相当するモデル２６〜２８を構
成する。そして、各モデルごとに、第一、第二又は第三
実施形態と同様の作成方法により、それぞれ第一ピーク
波形部分の第一電流に基づいて、前記第一可変抵抗の値
及び第二負荷容量の値を求め、かつ、第二ピーク波形部
分の第二電流に基づいて、前記第二可変抵抗の値及び第
一負荷容量の値を求める。なお、図１１では、一周期中
に第一電流の第一ピーク波形Ｐ１と第二電流の第一ピー
ク波形Ｐ２とが、それぞれ三つずつ交互に含まれる場合
の例を示したが、四つずつ以上交互に含まれる場合でも
良い。

【００５６】［第五実施形態］次に、図１２を参照し
て、本発明の第五実施形態について説明する。図１２に
示すように、第五実施形態では、半導体集積回路（ＬＳ
Ｉ）２９内部を複数部分に分割して得られた個々の回路
ブロック３０ごとに、上述の第一、第二、第三又は第四
実施形態と同様の作成方法により、シミュレーションモ
デルを作成する。なお、図１２では、ＬＳＩを三分割し
た例を示したが、四つ以上のブロックに分割しても良
い。

【００５７】このようにすれば、ＬＳＩの全回路情報が
膨大でシミュレーションが困難な場合であっても、各ブ
ロックごとに電源端子電流を求め、それらを足し合わせ
ることにより、容易にシミュレーションモデルを自動作
成することができる。

【００５８】［第六実施形態］次に、図１３を参照し
て、本発明の第六実施形態について説明する。図１３に
示すように、第六実施形態では、半導体集積回路が複数
組の電源系を有する場合、各電源系ごとに、上述の第
一、第二、第三、第四又は第五実施形態と同様の作成方
法により、シミュレーションモデルを作成する。このよ
うにすれば、複数の電源系を有する場合においても、各
電源系ごとに容易にシミュレーションモデルを自動作成
することができる。なお、図１３では、二つの電源系を
有する例について説明したが、電源系は三つ以上であっ
ても良い。

【００５９】［第七実施形態］次に、図１７を参照し
て、第七実施形態として、本発明のモデル作成装置の一
例について説明する。図１７に示すように、本実施形態
のモデル作成装置は、処理装置４６、出力装置５２、デ
ータベース４５及び記録媒体４９を備えている。

【００６０】処理装置４６は、ＣＰＵ４７および記憶装
置４８から構成されている。また、データベース４５に
は、図７及び図１０に示してある半導体集積回路の電源
端子を流れる電流波形が、時間ごとの電流値を示すテー
ブルの形で記憶されている。また、このデータベース４
５には、電流波形が得られたときの図２における理想直
流電圧源（定直流電圧源）４３の電圧値Ｖの値も記録さ
れている。

【００６１】また、記録媒体４９には、図５または図８
に示した電源モデルのテンプレート、及び、図７または
図１０に示したフローチャートを実現するプログラム
（以下、モデル生成プログラムという）が記録されてい
る。なお、記録媒体４９は磁気ディスク、半導体メモ
リ、ＣＤ−ＲＯＭその他の記録媒体であってよい。ま
た、モデル生成プログラムは記録媒体４９から処理装置
４６に読み込まれ、処理装置４６の動作を制御する。

【００６２】例えば、図７のフローチャートに示した処
理を実行する場合、ＣＰＵ４７は、まず、データベース
４５から第一電流波形Ｉ１(t)及び第二電流波形Ｉ２(t)
のデータを時間ごとの電流値を示すテーブルの形で抽出
し、その情報を記憶装置４８に記憶する。また、電圧値
Ｖの値も記憶装置４８に記憶する。

【００６３】続いて、ＣＰＵ４７は、記憶装置４８に記
憶された波形の情報及び電圧値Ｖを逐次読み出して、Ｃ
１、Ｃ２、Ｉｒ１(t)及びＩｒ２(t)をそれぞれ計算す
る。そして、Ｃ１及びＣ２を値で、また、Ｉｒ１(t)、
Ｉｒ２(t)を時間ごとの値を示すテーブルの形でそれぞ
れ記憶装置４８に記憶する。

【００６４】次に、ＣＰＵ４７は、図６のタイミンチャ
ートの動作を示す情報が全て含まれているモデルのテン
プレートを記録媒体４９から読み出し、記憶装置４８に
記憶したＣ１、Ｃ２、Ｉｒ１(t)及びＩｒ２(t)のデータ
をテンプレートに挿入して電源モデルを作成し、出力装
置５２から出力する。

【００６５】また、例えば、図１０のフローチャートに
示した処理を実行する場合も同様に、ＣＰＵ４７は、デ
ータベース４５から第一電流波形Ｉ１(t)及び第二電流
波形Ｉ２(t)のデータを時間ごとの電流値を示すテーブ
ルの形で抽出し、その情報を記憶装置４８に記憶する。
また、電圧値Ｖの値も記憶装置４８に記憶する。続い
て、ＣＰＵ４７は、記憶装置４８に記憶された波形の情
報及び電圧値Ｖを逐次読み出しＣ１、Ｃ２をそれぞれ計
算する。そして、Ｃ１及びＣ２を値でそれぞれ記憶装置
４８に記憶する。

【００６６】次に、ＣＰＵ４７は、図９のタイミンチャ
ートの動作を示す情報が全て含まれているモデルのテン
プレートを記録媒体４９から読み出し、記憶装置４８に
記憶したＣ１、Ｃ２、Ｉｒ１(t)及びＩｒ２(t)のデータ
をテンプレートに挿入して電源モデルを作成し、出力装
置５２から出力する。

【００６７】ここで、図１８に、図５のモデルに対応し
たテンプレートの例を示す。図１８の（Ａ）は、テンプ
レートのテキスト記述であり、回路の接続情報や各素子
の値など解析に必要なデータが含まれている。また、図
１８の（Ｂ）は、図１８の（Ａ）に示したテキスト記述
を回路図にしたものであり、記述されたノード及び素子
がどのように対応しているのかを示している。なお、テ
ンプレートの中に太字かつ下線付きで示されている文字
の部分は、入力データベースにより決定される値であ
る。

【００６８】次にテンプレートの各素子の説明をする。
テンプレート中の「rr1」は、図５に示した第一可変抵
抗２に相当する。図１８の（Ａ）のテキスト記述の「vc
c out」は、「rr1」がノード「vcc」と「out」との間に
接続されていることを表す。さらに、「r1(t)=(v(vcc)
(t)-v(out)(t))/ir1(t)」の記述は、式（３）を定義し
ている。具体的には、v（ノード名）(t)が、そのノード
の時刻ｔにおける電位を表す。そして、「v(vcc)(t)-v
(out)(t)」が式（３）中の「Ｖ１」に相当する。また、
「ir1(t)」は、式（１）中の「Ｉｒ１（ｔ）」に対応し
たテーブル情報である。そして、これらテーブル情報を
逐次参照して計算した時刻ｔにおける「rr1」の値が「r
1(t)」になることを表している。

【００６９】また、テンプレート中の「rr2」は、図５
に示した第二可変抵抗３に相当する。図１８の（Ａ）の
テキスト記述の「out vss」は、「rr2」がノード「ou
t」と「vss」との間に接続されていることを表す。さら
に、「r2(t)=(v(out)(t)-v(vss)(t))/ir2(t)」の記述
は、式（４）を定義している。具体的には、「v(out)
(t)-v(vss)(t)」が式（４）中の「Ｖ２」に相当する。
また、「ir2(t)」が式（２）中の「Ｉｒ２（ｔ）」に対
応したテーブル情報である。そして、これらテーブル情
報を逐次参照して計算した時刻ｔにおける「rr2」の値
が「r2(t)」になることを表している。

【００７０】さらに、図１８の（Ａ）のテキスト記述
に、これらテーブル情報が「ir1(t) table(…)」、「ir
2(t) table(…)」としてそれぞれ表されている。すなわ
ち、「ir1(t) table(…)」は、式（１）で求められたＩ
ｒ１（ｔ）に対応しているテーブル情報であり、「ir2
(t) table(…)」は、式（２）で求められたＩｒ２
（ｔ）に対応しているテーブル情報である。

【００７１】テーブル情報の「table(…)」のかっこ内
の記載は、時刻「t1」における電流値が「i1」であり、
時刻「t2」における電流値が「i2」であるというよう
に、各時刻の電流時を順次に表している。そして、「t
1」、「t2」…のようにテーブルの下に行くにつれて時
刻が経過し、逆行することはない。なお、このテーブル
情報は、図１８の（Ｂ）の回路図には表されていない。

【００７２】また、テーブル情報に記述された各時刻の
電流値を直線で結ぶことにより、テーブル情報に記述さ
れていない時刻の電流値を補完し、電流波形を画くこと
ができる。例えば、図１９の（Ｂ）に、図１９の（Ａ）
に記述されたテーブル情報を補完して画いた電流波形を
示す。図２０の（Ａ）のテーブル情報は、単に、時刻
「t1」、「t2」、「t3」、「t4」、…、「tn」の電流値
が「i1」、「i2」、「i3」、「i4」、…、「in」である
ことだけを示しているのではない。すなわち、このテー
ブル情報には、時刻ｔが「０≦ｔ≦ｔ１（時刻の初期
値）」のときにも電流値が「ｉ１」であり、また、時刻
ｔが「ｔｎ（時刻の最終値）≦ｔ」のときにも、電流値
が「ｉｎ」があること含まれている。さらに、このテー
ブル情報には、各時刻間の電流値が直線状に変化するこ
とも含まれている。

【００７３】ところで、テーブル情報の「table(…)」
では、記述してある範囲の電流しか発生せず、時刻ｔｎ
（時刻の最終値）以降の電流値は「ｉｎ（最終の電流
値）」になっている。しかも、Ｉ１（ｔ）及びＩ２
（ｔ）はそれぞれ半周期分だけのデータであり、式
（１）、（２）よりＩｒ１（ｔ）及びＩｒ２（ｔ）の半
周期分だけのデータである。このため、そのままＩｒ１
（ｔ）及びＩｒ２（ｔ）のテーブル情報を「table
(…)」の括弧内に記述しただけでは、一周期分のデータ
しか持ち得ない。

【００７４】そこで、Ｉｒ１（ｔ）のテーブルの情報に
ついて、下記の式（９）及び（１０）に示す条件が成り
立つようにデータを拡大する。また、Ｉｒ２（ｔ）のテ
ーブルの情報についても、下記の式（１１）及び（１
２）に示す条件が成り立つようにデータを拡大する。こ
のようにデータを拡大した結果、Ｍ（Ｍは２以上の整
数）周期までのデータを解析することが可能となる。な
お、式（９）及び（１０）に示す関係を満たすデータの
拡大の操作は、図７のＳ５の処理を行う前に行うとよ
い。また、解析する周期の数Ｍは、使用者が任意に決定
することができる。

【００７５】 Ｉｒ１（ｔ）＝０ （Ｔ／２≦ｔ≦Ｔ） …（９） Ｉｒ１（ｔ＋ＮＴ）＝Ｉｒ１（ｔ） …（１０） （ただし、Ｔは電流Ｉ（ｔ）の周期、Ｎは０以上の整数
を表す。）

【００７６】 Ｉｒ２（ｔ）＝０ （０≦ｔ≦Ｔ／２） …（１１） Ｉｒ２（ｔ＋ＮＴ）＝Ｉｒ１（ｔ） …（１０） （ただし、Ｔは電流Ｉ（ｔ）の周期、Ｎは０以上の整数
を表す。）

【００７７】また、「cc1」及び「cc2」は、それぞれ図
５に示す第一及び第二負荷容量４及び５に相当する。そ
して、図１８の（Ａ）のテキスト記述の「vcc out」
は、「cc1」がノード「vcc」と「out」との間に接続さ
れていることを表す。また、「out vss」は、「cc2」が
ノード「out」と「vss」との間に接続されていることを
表す。また、「C1」及び「C2」は、式（７）、（８）に
よってそれぞれ計算される値である。

【００７８】次に、図２０に、図１７のデータベース４
５に蓄積されている電流波形の情報の一例を示す。図２
０の（Ａ）に示すように、この情報は時間ごとの電流値
を示すテーブルとして記述されている。また、この情報
の内容を波形にしたものを図２０の（Ｂ）に示す。ここ
では、発明の理解を容易にするため、非常に簡単な電流
波形の例を示す。

【００７９】ここで、図２１に、データベース４５に上
述の電流波形の情報と電圧値Ｖ=３．３Ｖが記憶され、
２周期分すなわち２０ｎｓ分の電流変化を求めた場合に
出力装置５２から出力される電源モデルを示す。さら
に、このモデルを用いてＥＭＩシミュレーションをする
ことができる。

【００８０】なお、図８のモデルを使用して、図１０の
処理を行う際も、テンプレートの形を少々変えることに
よって対応することが可能である。また、記録媒体に記
録されるプログラムはモデル生成プログラムだけでな
く、後述のＥＭＩシミュレーションのプログラムまで記
録しておき、当該プログラムを実行することにより、プ
リント回路基板上の電流分布または電磁界分布を出力す
るようにすることも可能である。

【００８１】電源モデルとして図５と図８のどちらの記
述を用いるかは選択できるようになっている。例えば、
図５を選択した場合は、モデルの作成手順として、図７
のフローチャートに示す処理を実行するプログラムを用
いる。また、例えば、図８を選択した場合は、モデルの
作成手順として、図１０のフローチャートに示す処理を
実行するプログラムを用いるようになっている。

【００８２】［第八実施形態］次に、図２２を参照し
て、本発明の第八実施形態について説明する。図２２
は、図５または図８記載の電源モデルを用いた、プリン
ト回路基板のＥＭＩシミュレーション装置である。この
ＥＭＩシミュレーション装置は、回路解析シミュレータ
（Simulation Program with Integrated Circuit Empha
sis : SPICE）６２と、電磁界解析シミュレータ６４と
により主に構成されている。

【００８３】本実施形態では、シミュレータとして、ア
プライド・シミュレーション・テクノロジ社（APSIM
社）の「RADIA-WB PACKAGE」（商品名）というパッケー
ジソフトを使用した。このパッケージの中には、回路解
析シミュレータ６２に対応する回路解析用の「ApsimSPI
CE」（商品名）というツールが含まれ、プリント回路基
板上の電流分布を求めることができる。また、このパッ
ケージの中には、電磁界解析シミュレータ６４に対応す
るRADIA（商品名）というツールも含まれ、「ApsimSPIC
E」で得られた電流分布から電磁界分布を求めることが
できる。

【００８４】そして、シミュレーションを行うにあって
は、まず、入力データとして、出力装置５２に出力され
る電源モデルデータ６０と、プリント回路基板上の素子
の回路定数値と接続情報のデータ６１とを、回路解析シ
ミュレータ６２に入力する。そして、解析シミュレータ
６２が、これらデータに基づいてプリント回路基板上の
電流分布６２を求める。さらに、得られた電流分布６３
を電磁界解析シミュレータ６３に入力すれば、この電流
分布６３に基づいて電磁界分布６４を求めることが可能
である。

【００８５】このようにして求めた電流分布の一例を図
２３に示す。図２３は、図１７、図２２のソフトウェア
及びＥＭＩシミュレーション装置を用いたプリント回路
基板の解析例を示すグラフである。図２３のグラフに破
線で示すデータは、あるプリント回路基板における任意
の点での電流の時間波形を解析し、フーリエ変換を行っ
て周波数スペクトラムを求めたものである。また、図２
３のグラフに実線で示すデータは、実際のプリント回路
基板において、同様の点を流れる電流を磁界プローブMP
10L(日本電気真空硝子製品)実測した値である。図２３
では、これら破線で示すデータと実線で示すデータとを
比較対象としているが、非常に良い一致が得られている
ことが確認できる。

【００８６】上述した実施の形態においては、本発明を
特定の条件で構成した例について説明したが、本発明
は、種々の変更を行うことができ、上述の実施形態に限
定されない。

【００８７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、可変抵抗と負荷容量による記述形式で表現され
たシミュレーションモデルにおいて、電源端子間に流れ
る電流波形の変化に基づいて可変抵抗と負荷容量の値を
求める。これにより、従来のＬＳＩ全回路情報から作成
していたトランジスタ記述のシミュレーションモデルの
ようにクロック系を抽出するなどの困難な作業を行わな
くても、電源端子間を流れる電流から容易にモデルを作
成することができる。その結果、モデルを自動的に作成
することが可能となる。また、本発明によれば、ＬＳＩ
内部の回路構成やデバイス構造に関する詳細な情報をモ
デル内部に含まないため、ＬＳＩメーカーからユーザー
にモデルを提示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＥＭＩシミュレーション用半導体集積
回路電源モデルの作成方法。

【図２】電源端子電流波形の導出回路。

【図３】電源端子電流波形。

【図４】定直流電源を接続した可変抵抗で表源したＥＭ
Ｉシミュレーション用半導体集積回路電源モデル。

【図５】ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源
モデルの記述の形態。

【図６】ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源
モデルの記述の形態の内部での動作状態。

【図７】図５に示したＥＭＩシミュレーション用半導体
集積回路電源モデルの設計方法を示すフローチャート。

【図８】ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源
モデルの記述の形態。

【図９】ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源
モデルの記述の形態の内部での動作状態。

【図１０】図８に示したＥＭＩシミュレーション用半導
体集積回路電源モデルの設計方法を示すフローチャー
ト。

【図１１】一周期中に第一電流の第一ピーク波形と第二
電流の第二ピーク波形とがそれぞれ二以上の同数個ずつ
交互に含まれる場合の隣合った第一及び第二ピーク波形
を組とした時の各組において請求項１〜５を適用したＥ
ＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源モデルの作
成方法。

【図１２】半導体集積回路内部において複数に分割され
た各ブロックにおいて請求項１〜６を適用したＥＭＩシ
ミュレーション用半導体集積回路電源モデルの作成方
法。

【図１３】複数の電源系において請求項１〜７を適用し
たＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源モデル
の作成方法。

【図１４】従来の、トランジスタ記述で可変抵抗を表現
したＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源モデ
ル。

【図１５】トランジスタ記述で可変抵抗を表現したＥＭ
Ｉシミュレーション用半導体集積回路電源モデルの作成
方法（１）。

【図１６】トランジスタ記述で可変抵抗を表現したＥＭ
Ｉシミュレーション用半導体集積回路電源モデルの作成
方法（２）。

【図１７】モデル生成プログラムの動作図。

【図１８】図５に示したＥＭＩシミュレーション用半導
体集積回路電源モデルのテンプレートの例。

【図１９】電流のテーブル記述とその波形の一例。

【図２０】データベースの電流波形の情報の一例。

【図２１】図２０の電流波形の情報と図１８のテンプレ
ートを用いたＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路
電源モデルの出力結果。

【図２２】プリント回路基板におけるＥＭＩシミュレー
タの構成図。

【図２３】プリント回路基板におけるＥＭＩシミュレー
ションの解析結果例。

【符号の説明】

２ 第一可変抵抗 ３ 第二可変抵抗 ４ 第一負荷容量 ５ 第二負荷容量 ６ 内部出力端子 ７ 第一電源端子 ８ 第二電源端子 １５ 制御電源 １６ 第一スイッチ １７ 第一負荷容量側定抵抗 １８ 第二スイッチ １９ 第三スイッチ ２０ 第二負荷容量側定抵抗 ２１ 第四スイッチ ２３ 一周期中に第一電流の第一ピーク波形と第二電流
の第二ピーク波形とがそれぞれ二以上の同数個ずつ交互
に含まれる場合の隣合った第一及び第二ピーク波形を組
とした時の第一の組 ２４ 一周期中に第一電流の第一ピーク波形と第二電流
の第二ピーク波形とがそれぞれ二以上の同数個ずつ交互
に含まれる場合の隣合った第一及び第二ピーク波形を組
とした時の第二の組 ２５ 一周期中に第一電流の第一ピーク波形と第二電流
の第二ピーク波形とがそれぞれ二以上の同数個ずつ交互
に含まれる場合の隣合った第一及び第二ピーク波形を組
とした時の第三の組 ２６ 隣り合った第一及び第二ピーク波形の第一の組か
ら求められるＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路
電源モデル ２７ 隣り合った第一及び第二ピーク波形の第二の組か
ら求められるＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路
電源モデル ２８ 隣り合った第一及び第二ピーク波形の第三の組か
ら求められるＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路
電源モデル ２９ 半導体集積回路（ＬＳＩ） ３０ 半導体集積回路（ＬＳＩ）内の複数に分割された
各ブロックごとに求められたＥＭＩシミュレーション用
半導体集積回路電源モデル ３１ 第一電源系のＥＭＩシミュレーション用半導体集
積回路電源モデル ３２ 第一電源系の第一電源 ３３ 第一電源系の第二電源 ３４ 第二電源系のＥＭＩシミュレーション用半導体集
積回路電源モデル ３５ 第二電源系の第一電源 ３６ 第二電源系の第二電源 ３７ パルス信号入力源 ３８ ＰチャネルＭＯＳトランジスタ ３９ ＮチャネルＭＯＳトランジスタ ４０ 半導体集積回路（ＬＳＩ）の全回路情報 ４１ クロック信号系 ４２ クロック信号系より求められたＥＭＩシミュレー
ション用半導体集積回路電源モデル ４３ 理想直流電圧源（定直流電圧源） ４４ 半導体集積回路（ＬＳＩ）またはその接続情報 ４５ データベース４６ 処理装置 ４７ 処理装置のＣＰＵ ４８ 処理装置の記憶装置 ４９ 記録媒体 ６０ 作成された電源モデル ６１ プリント回路基板情報 ６２ 回路解析シミュレータ（ＳＰＩＣＥ） ６３ 回路解析シミュレータ（ＳＰＩＣＥ）での出力結
果 ６４ 電磁界解析シミュレータ ６５ 電磁界解析シミュレータでの出力結果

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B046 AA08 BA04 JA04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一電源端子と内部出力端子との間に接
   続された第一可変抵抗と、 第二電源端子と前記内部出力端子との間に接続された第
   二可変抵抗と、 前記第一電源端子と前記内部出力端子との間に接続され
   た第一負荷容量と、 前記第二電源端子と前記内部出力端子との間に接続され
   た第二負荷容量とにより構成された、プリント回路基板
   及び半導体集積回路を対象としたＥＭＩシミュレーショ
   ン用半導体集積回路電源モデルの作成にあたり、 前記第一電源端子から前記第一可変抵抗及び第二負荷容
   量を介して前記第二電源端子へ流れる第一電流に基づい
   て、前記第一可変抵抗の値及び第二負荷容量の値を求
   め、 前記第一電源端子から前記第一負荷容量及び第二可変抵
   抗を介して前記第二電源端子へ流れる第二電流に基づい
   て、前記第二可変抵抗の値及び第一負荷容量の値を求め
   ることを特徴とするＥＭＩシミュレーション用半導体集
   積回路電源モデルの作成方法。
2. 【請求項２】 前記第一負荷容量の値は、前記第二電流
   を時間積分して得られた電荷量を、前記第一電源端子と
   前記第二電源端子と間の直流電圧により割った値として
   求め、 前記第二負荷容量の値は、前記第一電流を時間積分して
   得られた電荷量を、前記第一電源端子と前記第二電源端
   子との間の直流電圧により割った値として求めることを
   特徴とする請求項１記載のＥＭＩシミュレーション用半
   導体集積回路電源モデルの作成方法。
3. 【請求項３】 前記第一可変抵抗を流れる電流Ｉｒ１
   （ｔ）、及び、前記第二可変抵抗を流れる電流Ｉｒ２
   （ｔ）を、下記の式（１）及び式（２）により求め、 さらに、前記第一可変抵抗の値Ｒｒ１（ｔ）、及び、前
   記第二可変抵抗の値Ｒｒ２（ｔ）を、下記の式（３）及
   び式（４）により求めることを特徴とする請求項１又は
   ２記載のＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源
   モデルの作成方法。 Ｉｒ１（ｔ）＝Ｉ１（ｔ）＊（Ｃ１＋Ｃ２）／Ｃ２ …（１） Ｉｒ２（ｔ）＝Ｉ２（ｔ）＊（Ｃ１＋Ｃ２）／Ｃ１ …（２） （ただし、Ｉ１（ｔ）は前記第一電流、Ｉ２（ｔ）は前
   記第二電流、Ｃ１は前記第一負荷容量の値、Ｃ２は前記
   第二負荷容量の値を表す。） Ｒｒ１（ｔ）＝Ｖ１（ｔ）／Ｉｒ１（ｔ） …（３） Ｒｒ２（ｔ）＝Ｖ２（ｔ）／Ｉｒ２（ｔ） …（４） （ただし、Ｖ１（ｔ）は前記第一可変抵抗の両端間の電
   圧、Ｖ２（ｔ）は前記第一可変抵抗の両端間の電圧を表
   す。）
4. 【請求項４】 前記第一負荷容量と直列に接続された第
   一スイッチを設け、当該第一負荷容量と並列に接続され
   た、互いに直列接続の第二スイッチ及び第一負荷容量側
   定抵抗を設け、 前記第二負荷容量と直列に接続された第三スイッチを設
   け、当該第二負荷容量と並列に接続された、互いに直列
   接続の第四スイッチ及び第二負荷容量側定抵抗を設け、 前記第一〜第四スイッチの開閉を制御する制御電源を設
   け、 当該制御電源によって、前記第一〜第四スイッチの開閉
   を制御し、 前記第一可変抵抗の値Ｒｒｄ１（ｔ）、及び、前記第二
   可変抵抗の値Ｒｒｄ２（ｔ）を、下記の式（５）及び式
   （６）により求めることを特徴とする請求項１又は２記
   載のＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源モデ
   ルの作成方法。 Ｒｒｄ１（ｔ）＝Ｖ１（ｔ）／Ｉ１（ｔ） …（５） （ただし、Ｖ１は前記第一可変抵抗の両端間の電圧、Ｉ
   １（ｔ）は前記第一電流を表す。） Ｒｒｄ２（ｔ）＝Ｖ２（ｔ）／Ｉ２（ｔ） …（６） （ただし、Ｖ２は前記第二可変抵抗の両端間の電圧、Ｉ
   ２（ｔ）は前記第二電流を表す。）
5. 【請求項５】 一周期中に、前記第一電流の第一ピーク
   波形と前記第二電流の第二ピーク波形とが、それぞれ二
   以上の同数個ずつ交互に含まれる場合に、隣合った前記
   第一及び第二ピーク波形を組とし、各組ごとに、第一ピ
   ーク波形部分の第一電流に基づいて、前記第一可変抵抗
   の値及び第二負荷容量の値を求め、かつ、第二ピーク波
   形部分の第二電流に基づいて、前記第二可変抵抗の値及
   び第一負荷容量の値を求めることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれかに記載のＥＭＩシミュレーション用半導
   体集積回路電源モデルの作成方法。
6. 【請求項６】 半導体集積回路内部を複数部分に分割し
   て得られた個々の回路ブロックごとに、前記ＥＭＩシミ
   ュレーション用半導体集積回路電源モデルを作成するこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＥＭＩ
   シミュレーション用半導体集積回路電源モデルの作成方
   法。
7. 【請求項７】 複数組の電源系を有する半導体集積回路
   について、各電源系ごとに、前記ＥＭＩシミュレーショ
   ン用半導体集積回路電源モデルを作成することを特徴と
   する請求項１〜７のいずれかに記載のＥＭＩシミュレー
   ション用半導体集積回路電源モデルの作成方法。
8. 【請求項８】 第一電源端子と内部出力端子との間に接
   続された第一可変抵抗、第二電源端子と前記内部出力端
   子との間に接続された第二可変抵抗、前記第一電源端子
   と前記内部出力端子との間に接続された第一負荷容量、
   及び、前記第二電源端子と前記内部出力端子との間に接
   続された第二負荷容量とにより構成されたテンプレート
   のデータが記憶される第一記憶部と前記第一電源端子か
   ら前記第一可変抵抗及び第二負荷容量を介して前記第二
   電源端子へ流れる第一電流のデータ、及び、前記第一電
   源端子から前記第一負荷容量及び第二可変抵抗を介して
   前記第二電源端子へ流れる第二電流のデータが格納され
   る第二記憶部と、 前記第二記憶部から前記第一及び第二電流のデータを読
   み出し、前記第一電流のデータに基づいて、前記第一可
   変抵抗の値及び第二負荷容量の値を求めるとともに、前
   記第二電流のデータに基づいて、前記第二可変抵抗の値
   及び第一負荷容量の値を求める演算部とを備えたことを
   特徴とするＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電
   源モデルの作成装置。
9. 【請求項９】 第一電源端子と内部出力端子との間に接
   続された第一可変抵抗と、 第二電源端子と前記内部出力端子との間に接続された第
   二可変抵抗と、 前記第一電源端子と前記内部出力端子との間に接続され
   た第一負荷容量と、 前記第二電源端子と前記内部出力端子との間に接続され
   た第二負荷容量とにより構成されたテンプレートによ
   る、プリント回路基板及び半導体集積回路を対象とした
   ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路電源モデルを
   作成するためのプログラムであって、 記憶部に格納された、前記第一電源端子から前記第一可
   変抵抗及び第二負荷容量を介して前記第二電源端子へ流
   れる第一電流のデータと、前記第一電源端子から前記第
   一負荷容量及び第二可変抵抗を介して前記第二電源端子
   へ流れる第二電流のデータとを当該記憶部から読み出す
   処理と、 前記第一電流のデータに基づいて、前記第一可変抵抗の
   値及び第二負荷容量の値を求めるとともに、前記第二電
   流のデータに基づいて、前記第二可変抵抗の値及び第一
   負荷容量の値を求める処理とをコンピュータに実行させ
   るためのプログラム。