JP2006012047A - Characteristic analysis device and substrate layout design/verification device constituted by including the same - Google Patents

Characteristic analysis device and substrate layout design/verification device constituted by including the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform characteristic analysis with sufficient accuracy and in processing time shorter than that in the conventional case after layout design of a circuit substrate and to perform efficient substrate layout design with satisfactory signal quality. <P>SOLUTION: This characteristic analysis device performs numerical analysis of characteristics of the circuit board. The characteristic analysis device is provided with: a minuteness instruction part which instructs minuteness of the characteristic analysis; an input part which inputs circuit information regarding a circuit, a substrate layout information regarding layout of a substrate on which the circuit is mounted, and circuit/layout correspondence information regarding correspondence between the circuit and the substrate layout; a model generation part which generates a model for characteristic analysis of the circuit substrate corresponding to the minuteness instructed on the basis of the inputted circuit information, substrate layout information and circuit/layout correspondence information; a characteristic analysis part which performs the characteristic analysis using the generated model for the characteristic analysis of the circuit substrate; and an output part which outputs an analysis result. The characteristic analysis device outputs the analysis result of the minuteness in accordance with the instruction of the minuteness instruction part. In addition, a substrate layout design/verification device constituted by comprising the characteristic analysis device is used. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回路基板の特性解析を行う特性解析装置と、それを含んでなる基板レイアウト設計・検証装置に関する。   The present invention relates to a characteristic analysis apparatus for performing characteristic analysis of a circuit board and a board layout design / verification apparatus including the characteristic analysis apparatus.

電子機器などに用いる回路基板、特に高周波を扱う基板を設計する上では、回路図上に表記されない電磁界的結合による影響、例えば基板上の配線パターンに流れる電流が他の信号線に誘導されることによる信号品質の劣化あるいは誤動作、不要輻射による人体や他の機器などへの悪影響が問題になる。このような電磁界的影響に対する対処法は、試作、測定をした上で問題点を明らかにし、回路設計段階からやり直すという作業の繰り返しで、徐々に仕様を満足する設計に収束させることを基本とし、設計者の経験やノウハウを基に収束を速めることで成り立ってきた。   When designing circuit boards used for electronic devices, especially boards that handle high frequencies, the influence of electromagnetic coupling not shown on the circuit diagram, for example, the current flowing in the wiring pattern on the board is induced to other signal lines. Signal quality deterioration or malfunction due to this, and adverse effects on human bodies and other devices due to unnecessary radiation become problems. The countermeasures against such electromagnetic effects are based on prototyping and measurement, clarifying the problems, repeating the work from the circuit design stage, and gradually converging to a design that satisfies the specifications. This has been achieved by accelerating convergence based on the designer's experience and know-how.

しかしこの方法は、理論に基づいたアプローチではなく、あくまで経験やノウハウを基にしているため、基板レイアウトの品質や、設計期間は設計者の能力に大きく依存してしまっていた。   However, this method is not based on a theory, but based on experience and know-how. Therefore, the quality of the board layout and the design period largely depend on the ability of the designer.

そこで、この課題を解決する手段として、電磁界的な情報を提供することで、基板レイアウト設計を支援する設計支援装置、設計支援方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   Therefore, as means for solving this problem, there are known design support apparatuses and design support methods that support board layout design by providing electromagnetic information (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

前記文献には、基板レイアウトCADなどにより出力された、レイアウト情報を基にして電磁界解析用モデルを生成し、それを解析して電磁界分布を得、基板レイアウトの設計者に表示するという手順を踏む。これにより、ユーザーは表示された情報をもとに輻射ノイズを低減するように基板レイアウトに改良を加え、再び解析にかけるという作業を繰り返すことで、実際に試作、測定をすることなく、基板レイアウトの品質を高めることが可能となる。
特開2001−318961号公報 特開平7−302278号公報
In the above document, a procedure for generating an electromagnetic field analysis model based on layout information output by a board layout CAD, etc., analyzing it, obtaining an electromagnetic field distribution, and displaying it to a board layout designer Step on. As a result, the user can improve the board layout to reduce radiation noise based on the displayed information, and repeat the process of re-analysis, so that the board layout can be done without actually making a prototype or measuring. It becomes possible to improve the quality of the.
JP 2001-318961 A JP-A-7-302278

電磁界解析は、計算処理の負荷は大きいため、基板レイアウトCADによる設計時に基板全体に対して十分な精度で解析を行い、リアルタイムに解析結果を用いることは困難であった。電磁界解析を行うためによく用いられる手法の一例は、基板の3次元構造をメッシュ状に細分化して微小な要素を電磁放射源の点としてモデル化し、回路印加電圧による基板内の電流分布を積分方程式として数値化してモーメント法等の数値積分手法を用いて求める。求めた電流分布を各印加電圧について重畳して基板内の電流分布を求める。そして、求めた電流分布に基づいて各点の電磁界を解析する方法がとられる。前記のモーメント法によれば、積分方程式を線型方程式に置換して解き、近似解を得ることができるが、それでも計算量が多いためにその演算処理に多大な時間を要する。分割のメッシュを荒くすれば、要素数が減るので演算量も減らすことができるが、電磁的影響を点近似して求めているため、要素が大きくなると誤差が大きくなってしまう。特に、電磁放射源の近くでは、メッシュを細かくしなければ誤差が大きい。   In the electromagnetic field analysis, since the calculation processing load is large, it is difficult to perform analysis with sufficient accuracy on the entire board at the time of designing with the board layout CAD and use the analysis result in real time. An example of a technique often used to perform electromagnetic field analysis is to subdivide the three-dimensional structure of a substrate into a mesh and model minute elements as points of electromagnetic radiation sources, and calculate the current distribution in the substrate by the circuit applied voltage. It is quantified as an integral equation and obtained using a numerical integration method such as the moment method. The obtained current distribution is superimposed on each applied voltage to obtain the current distribution in the substrate. And the method of analyzing the electromagnetic field of each point based on the calculated | required electric current distribution is taken. According to the method of moments described above, an integral equation can be replaced with a linear equation and solved to obtain an approximate solution. However, since the amount of calculation is still large, the calculation process requires a lot of time. If the mesh of the division is made rough, the number of elements can be reduced and the amount of computation can be reduced. However, since the electromagnetic influence is obtained by point approximation, the error increases as the elements become large. In particular, near the electromagnetic radiation source, the error is large unless the mesh is made fine.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、回路基板を試作することなく、設計後の検証を行うための回路基板の特性解析装置であって、十分な精度が得られしかも従来よりも短い処理時間で特性解析が可能な装置を提供するものである。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and is a circuit board characteristic analysis apparatus for performing verification after design without making a circuit board as a prototype, and sufficient accuracy can be obtained. It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of performing characteristic analysis in a shorter processing time than before.

この発明は、回路基板の特性を数値解析する際の詳細度を指示する詳細度指示部と、回路に関する回路情報、前記回路を実装する基板のレイアウトに関する基板レイアウト情報および前記回路と基板レイアウトとの対応に関する回路・レイアウト対応情報とを入力する入力部と、入力された回路情報、基板レイアウト情報および回路・レイアウト対応情報に基づいて指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用のモデルを生成するモデル生成部と、生成された回路基板特性解析用モデルを用いて特性解析を行う特性解析部と、詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする特性解析装置を提供する。   The present invention relates to a degree-of-detail instruction unit for instructing a degree of detail when numerically analyzing a characteristic of a circuit board, circuit information about the circuit, board layout information about a layout of a board on which the circuit is mounted, and the circuit and board layout. An input unit for inputting circuit / layout correspondence information related to correspondence, and generating a model for circuit board characteristic analysis according to the specified level of detail based on the input circuit information, board layout information, and circuit / layout correspondence information A model generation unit that performs analysis, a characteristic analysis unit that performs characteristic analysis using the generated circuit board characteristic analysis model, and an output unit that outputs an analysis result of a detail level according to an instruction from the detail level instruction unit A characteristic analysis apparatus characterized by the above is provided.

この発明の特性解析装置は、特性解析の詳細度を指示する詳細度指示部と、指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用のモデルを生成するモデル生成部とを備え、詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力するので、最適な詳細度を指示することによって、十分な精度が得られかつリアルタイムの特性解析が可能となる。従って、この発明の装置を用いることによって、回路基板のレイアウト設計後に、十分な精度でかつ従来よりも短い処理時間で特性解析を行い、効率的で信号品質が良好な基板レイアウト設計を実現することができる。   The characteristic analysis apparatus according to the present invention includes a detail level instruction unit that indicates a level of detail of characteristic analysis, and a model generation unit that generates a model for circuit board characteristic analysis corresponding to the specified level of detail. Since the analysis result of the degree of detail according to the instruction of the part is output, sufficient accuracy can be obtained and real-time characteristic analysis can be performed by instructing the optimum degree of detail. Therefore, by using the apparatus of the present invention, after the layout design of the circuit board, the characteristic analysis is performed with sufficient accuracy and in a shorter processing time than the conventional one, thereby realizing an efficient board layout design with good signal quality. Can do.

この発明の特性解析装置は、回路基板の特性を数値解析する際の詳細度を指示する詳細度指示部と、回路に関する回路情報、前記回路を実装する基板のレイアウトに関する基板レイアウト情報および前記回路と基板レイアウトとの対応に関する回路・レイアウト対応情報とを入力する入力部と、入力された回路情報、基板レイアウト情報および回路・レイアウト対応情報に基づいて指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用のモデルを生成するモデル生成部と、生成された回路基板特性解析用モデルを用いて特性解析を行う特性解析部と、詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする。   The characteristic analysis apparatus according to the present invention includes a detail level instruction unit that indicates a level of detail when numerically analyzing the characteristics of a circuit board, circuit information related to the circuit, board layout information related to a layout of the board on which the circuit is mounted, and the circuit An input unit for inputting circuit / layout correspondence information relating to the correspondence with the board layout, and circuit board characteristic analysis corresponding to the level of detail instructed based on the inputted circuit information, board layout information and circuit / layout correspondence information A model generation unit that generates a model of the model, a characteristic analysis unit that performs a characteristic analysis using the generated model for circuit board characteristic analysis, and an output unit that outputs an analysis result of a detail level according to an instruction from the detail level instruction unit It is characterized by providing.

ここで、特性解析とは、設計した基板レイアウトに関する特性を試作することなく数値計算で求めることをいい、例えば電磁界解析のことをいうがこれに限定されず、熱分布解析や波形解析などであってもよい。数値解析は、実物の特性を解析用にモデル化し、そのモデルを用いて演算処理をして、解析結果を得るが、特性解析装置が処理可能な演算量におさめるためにモデルあるいは演算手法に近似を用いる。詳細度とは、この近似の度合いをいい、高い詳細度で行った解析は精度のよい結果が期待されるが演算量が多く処理に時間を要する。また、回路情報とは、例えば、IC、抵抗などの部品特性(即ち、抵抗部品の抵抗値、周波数特性、ICの代表的シミュレータSPICEのデータなど)及び部品端子間の接続に関する情報である。また、基板レイアウト情報とは、例えば、プリント基板の層構成、層厚、材料特性、及び回路基板の配線パターンの配置や基板上に実装する部品の配置に関する情報である。回路・レイアウト対応情報は、回路情報中の端子、配線と、基板レイアウト情報中の端子、配線との対応関係を表す情報である。
前記詳細度指示部が詳細度レベルカウンタを有し、詳細度レベルカウンタの値を変えることによって生成する解析用モデルの詳細度を増加させて特性解析を行い、より詳細な解析結果を順次出力するように構成してもよい。このようにすれば、詳細度レベルカウンタによって詳細度に関する処理を一括管理することができる。また、カウンタの値を変えて解析を繰り返せばより詳細な解析結果を順次出力することができるので、まず低い精度の解析結果を即座に出力して基板レイアウト設計者に概要を知らせ、次第にそれよりも詳細な解析結果を出力し、基板レイアウト設計者に設計の結果を判断させることができる。これによって、基板レイアウト設計者は、長く待たされることなく解析結果の概要を把握し、十分な精度の解析結果が得られると判断するまで解析を反復させ、必要な精度の解析結果が得られた時点で解析を終了させることができる。このように解析結果を提供することは、設計者の便宜にかなうものである。
Here, the characteristic analysis refers to obtaining the characteristics related to the designed board layout by numerical calculation without making a prototype, for example, electromagnetic field analysis, but is not limited to this, and in heat distribution analysis, waveform analysis, etc. There may be. In numerical analysis, actual characteristics are modeled for analysis, and the model is used to perform arithmetic processing to obtain analysis results. However, approximation to a model or calculation method to reduce the amount of calculation that can be performed by the characteristic analyzer. Is used. The level of detail refers to the degree of approximation, and an analysis performed with a high level of detail is expected to provide accurate results, but the amount of computation is large and processing takes time. The circuit information is, for example, information on component characteristics such as IC and resistance (that is, resistance value of resistor component, frequency characteristics, data of typical simulator SPICE of IC, etc.) and connection between component terminals. The board layout information is, for example, information relating to the layer configuration, layer thickness, material characteristics of the printed circuit board, and the layout of the circuit board wiring pattern and the components mounted on the board. The circuit / layout correspondence information is information representing the correspondence between the terminals and wirings in the circuit information and the terminals and wirings in the board layout information.
The detail level instruction unit has a level of detail level counter, and the characteristic analysis is performed by increasing the level of detail of the analysis model generated by changing the value of the level of detail level counter, and more detailed analysis results are sequentially output. You may comprise as follows. In this way, it is possible to collectively manage the processing related to the level of detail by the level of detail level counter. In addition, if the analysis is repeated while changing the counter value, more detailed analysis results can be output in sequence, so the analysis results with low accuracy are output immediately and the board layout designer is informed of the outline. In addition, detailed analysis results can be output, and the board layout designer can judge the design results. As a result, the board layout designer grasped the outline of the analysis result without waiting for a long time, repeated the analysis until it was judged that the analysis result with sufficient accuracy was obtained, and the analysis result with the required accuracy was obtained. The analysis can be terminated at that point. Providing the analysis result in this way is convenient for the designer.

また、前記詳細度レベルカウンタを初期化する初期化部を更に備え、初期化部詳細度レベルカウンタが初期化された場合は、実行中の解析を中断して初期化された詳細度での特性解析を開始するようにしてもよい。このようにすれば、解析実行中に、解析をやりなおしたいとユーザーが意図した場合、即座に解析をやりなおすことができる。   In addition, an initialization unit for initializing the detail level counter is further provided, and when the initialization unit detail level counter is initialized, the analysis in progress is interrupted and the characteristics at the initialized detail level are obtained. Analysis may be started. In this way, if the user intends to redo the analysis during the execution of the analysis, the analysis can be immediately redone.

さらに、前記初期化部は、ユーザーによるレイアウト変更の操作によって軌道されてもよい。このようにすれば、解析実行中に、ユーザーが基板のレイアウト変更を行った場合、それに応じて即座に変更されたレイアウトに基づいた解析を開始することができる。   Furthermore, the initialization unit may be tracked by a layout change operation by a user. In this way, when the user changes the layout of the board during the execution of the analysis, the analysis based on the layout that is immediately changed according to the change can be started.

さらにまた、モデル生成部が、前記詳細度に対応した大きさに全解析領域を分割し、さらに分割した各解析領域を特性解析アルゴリズムに基づく要素に分割して要素ごとに解析モデルを生成するようにしてもよい。このようにすれば、詳細度に応じて解析領域ごとにモデル精度を変化させ、しかも領域に対するモデル精度の配分が解析アルゴリズムに依存しないようにできる。このため、様々な解析アルゴリズムあるいは各種特性の解析において、詳細度に応じた解析を行うことができる。   Furthermore, the model generation unit divides the entire analysis region into a size corresponding to the level of detail, and further divides each divided analysis region into elements based on the characteristic analysis algorithm to generate an analysis model for each element. It may be. In this way, the model accuracy can be changed for each analysis region according to the level of detail, and the distribution of the model accuracy for the region can be made independent of the analysis algorithm. For this reason, in various analysis algorithms or analysis of various characteristics, analysis according to the degree of detail can be performed.

また、前記特性解析部の特性解析が電磁界特性解析を含み、前記要素ごとの解析モデルが電磁気学的特性モデルであって、特性解析部は課電磁気学的モデルが互いに電磁的に及ぼす影響を計算することによって特性解析を行うものであってもよい。
ここで、解析用モデルは、たとえば要素毎の電流、磁流、電位、磁気ベクトルポテンシャル、電荷、磁束などの電磁気学的物理変数からなっていてもよい。そして、それらの電磁気学的物理変数同士が及ぼしあう影響を電磁気学理論に基づいた電磁界解析アルゴリズムを用いて計算することによって特性解析を行ってもよい。
The characteristic analysis of the characteristic analysis unit includes an electromagnetic field characteristic analysis, and the analysis model for each element is an electromagnetic characteristic model, and the characteristic analysis unit determines the influence of the electromagnetic model on each other electromagnetically. A characteristic analysis may be performed by calculation.
Here, the analysis model may include electromagnetic physical variables such as current, magnetic current, potential, magnetic vector potential, electric charge, and magnetic flux for each element. Then, the characteristic analysis may be performed by calculating the influence exerted by these electromagnetic physical variables using an electromagnetic field analysis algorithm based on the electromagnetic theory.

また、入力部が、電磁界特性に大きな影響を与える信号線を重要信号線として入力させ、モデル生成部は、重要信号線と各解析領域との位置関係に基づいて各解析領域の大きさを決定するようにしてもよい。このようにすれば、重要信号線からの電磁的影響を受けやすい重要信号線付近は遠方よりも解析領域を小さくして高い精度の解析を行い、逆に比較的電磁的影響の少ない遠方は解析領域を大きくして演算処理量を減らすことにより、全体として高い精度と速い演算処理時間を両立させた解析を実現することができる。   In addition, the input unit inputs a signal line that has a large influence on the electromagnetic field characteristics as an important signal line, and the model generation unit determines the size of each analysis area based on the positional relationship between the important signal line and each analysis area. It may be determined. In this way, near the important signal lines that are susceptible to electromagnetic influences from the important signal lines, the analysis area is made smaller than in the distant place and analysis is performed with high accuracy. By making the area larger and reducing the amount of computation processing, it is possible to realize an analysis that achieves both high accuracy and fast computation processing time as a whole.

さらにまた、前記基板が複数の層からなり、モデル生成部は、さらに重要信号線が配置されている層を考慮して各解析領域の大きさを決定するようにしてもよい。   Furthermore, the substrate may be composed of a plurality of layers, and the model generation unit may further determine the size of each analysis region in consideration of the layer where the important signal line is arranged.

また、前記回路情報が、重要信号線を識別するための回路属性を含み、入力部は、前記回路属性から重要信号線を抽出するように構成してもよい。前記回路属性は、例えば信号線の信号周波数や信号電流の大きさであってもよい。このようにすれば、レイアウト設計者が重要信号線を指定する手間を省き、重要信号線の選択を半自動的に行うことができるばかりでなく、選択の漏れをなくすことがでる。従って、処理が早くしかも精度の高い解析を実現することができる。   The circuit information may include a circuit attribute for identifying an important signal line, and the input unit may be configured to extract the important signal line from the circuit attribute. The circuit attribute may be, for example, the signal frequency of the signal line or the magnitude of the signal current. In this way, the layout designer can save the trouble of specifying the important signal lines, and not only can the important signal lines be selected semi-automatically, but also the omission of selection can be eliminated. Therefore, it is possible to realize analysis with high speed and high accuracy.

また、この発明は、前述の特性解析装置と基板レイアウト設計装置とを備え、回路基板のレイアウト設計と、設計した回路基板の特性解析とを行う基板レイアウト設計・検証装置を提供する。この発明の基板レイアウト設計・検証装置は、前記の特性解析装置を含むので、回路基板のレイアウト設計後に、十分な精度でかつ従来よりも短い処理時間で特性解析を行うことができる。従って、効率的で信号品質が良好な基板レイアウト設計を実現することができる。   The present invention also provides a board layout design / verification apparatus that includes the above-described characteristic analysis apparatus and board layout design apparatus, and performs layout design of the circuit board and characteristic analysis of the designed circuit board. Since the board layout design / verification apparatus according to the present invention includes the characteristic analysis apparatus described above, the characteristic analysis can be performed with sufficient accuracy and with a shorter processing time than before after the layout design of the circuit board. Therefore, it is possible to realize an efficient board layout design with good signal quality.

以下に、図面を用いてこの発明を更に詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の解析装置およびそれを備えた基板レイアウト設計・検証装置の構成の一例を示すブロック図である。図1において、基板レイアウト設計・検証装置1は、ユーザーインターフェース(以降UIと記述する)を含む基板レイアウトCAD10と、電磁界解析部20とにより構成される。この電磁界解析部20が本発明の特性解析装置に該当する。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an analysis apparatus of the present invention and a board layout design / verification apparatus including the same. In FIG. 1, the board layout design / verification apparatus 1 includes a board layout CAD 10 including a user interface (hereinafter referred to as UI) and an electromagnetic field analysis unit 20. The electromagnetic field analysis unit 20 corresponds to the characteristic analysis apparatus of the present invention.

UIを含む基板レイアウトCAD10は、回路CADなどにより生成された回路情報と、基板形状、層情報、素子形状、端子形状、配置制約などの物理情報をそれらの情報が記憶された記憶部(図示せず)あるいはユーザーが操作する入力操作部(図示せず)から取り込み、ユーザーによる基板レイアウト入力に制約を与えることで、条件を満たす基板レイアウト設計を支援する。   A board layout CAD 10 including a UI includes circuit information generated by a circuit CAD and physical information such as board shape, layer information, element shape, terminal shape, and placement constraints (not shown). 2) or an input operation unit (not shown) operated by the user, and restricts the board layout input by the user, thereby supporting the board layout design that satisfies the condition.

電磁界解析部20は、基板レイアウトCAD10から、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を取り込んで電磁界解析を行い、結果を表示する。電磁界解析部20は、解析モデルを簡易なものから次第に詳細なものに置き換えて解析を繰り返す詳細化解析ループ処理を行うことで、表示する情報の詳細度を時間経過とともに向上させることを特徴とする。   The electromagnetic field analysis unit 20 takes in board layout information, circuit information, and circuit / layout correspondence information from the board layout CAD 10 and performs electromagnetic field analysis, and displays the result. The electromagnetic field analysis unit 20 is characterized by improving the level of detail of information to be displayed over time by performing a detailed analysis loop process that repeats analysis by replacing an analysis model from a simple one to a more detailed one. To do.

より詳細には、電磁界解析部20は、詳細度指示部ならびに入力部を含む制御部210、解析用のモデルを生成するモデル生成部220、モデル生成部220で生成したモデルを用いて特性解析を行う特性解析部230、出力部としての表示部240により構成される。   More specifically, the electromagnetic field analysis unit 20 performs characteristic analysis using a control unit 210 including a detail level instruction unit and an input unit, a model generation unit 220 that generates a model for analysis, and a model generated by the model generation unit 220. And a display unit 240 as an output unit.

制御部210は、詳細化の進捗度を表す詳細度レベルカウンタ200を保持、管理し、基板レイアウトCAD10から基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を取り込んで、これらの情報と詳細度レベルカウンタの値をもとにモデル生成部220がモデル簡略化に利用する簡略化パラメータを生成し、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報とともにモデル生成部220に出力する。   The control unit 210 holds and manages a detail level counter 200 indicating the progress of detailing, fetches board layout information, circuit information, and circuit / layout correspondence information from the board layout CAD 10, and these information and detail level Based on the value of the counter, the model generation unit 220 generates a simplification parameter used for model simplification, and outputs it to the model generation unit 220 together with board layout information, circuit information, and circuit / layout correspondence information.

また、制御部210は、モデル生成部220、特性解析部230、表示部240各部からの「処理完了」、「中断完了」、「エラー発生」など動作状態情報を管理し、それをもとに各部へ「動作開始」、「中断」などの動作制御情報を送る。これによって、電磁界解析部20の処理状態の制御を行う。   In addition, the control unit 210 manages operation state information such as “processing completed”, “interrupt completed”, and “error occurrence” from the model generating unit 220, the characteristic analyzing unit 230, and the display unit 240, and based on the information. Operation control information such as “operation start” and “interruption” is sent to each unit. Thus, the processing state of the electromagnetic field analysis unit 20 is controlled.

モデル生成部220は、制御部210からの簡略化パラメータ、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を入力として、基板レイアウトを簡略化パラメータに対応する詳細度の電磁界解析モデルデータを生成し、特性解析部230に出力する。
特性解析部230は、モデル生成部220から送られる電磁界解析モデルデータを入力として電磁界解析計算を行い、電磁界解析結果を表示部240に出力する。
表示部240は、特性解析部230からの電磁界解析結果をユーザー指定の表示形態で表示する。
(第1の実施形態)
以下に、電磁界解析部20が行う処理について詳細に説明する。
図2は、電磁界解析部20における電磁界解析方法の第1の実施形態におけるフローチャートである。
The model generation unit 220 receives the simplified parameters, the board layout information, the circuit information, and the circuit / layout correspondence information from the control unit 210, and generates the electromagnetic field analysis model data with the degree of detail corresponding to the simplified parameters. And output to the characteristic analysis unit 230.
The characteristic analysis unit 230 receives the electromagnetic field analysis model data sent from the model generation unit 220 as input, performs electromagnetic field analysis calculation, and outputs the electromagnetic field analysis result to the display unit 240.
The display unit 240 displays the electromagnetic field analysis result from the characteristic analysis unit 230 in a display format designated by the user.
(First embodiment)
Below, the process which the electromagnetic field analysis part 20 performs is demonstrated in detail.
FIG. 2 is a flowchart in the first embodiment of the electromagnetic field analysis method in the electromagnetic field analysis unit 20.

〔詳細度レベルカウンタ初期化〕
電磁界解析が開始されると、制御部210は、詳細度レベルカウンタを1に初期化する(Step S1)。その後、制御部210は詳細化解析ループ処理に入る。
[Detail level counter initialization]
When the electromagnetic field analysis is started, the control unit 210 initializes the level of detail level counter to 1 (Step S1). Thereafter, the control unit 210 enters a detailed analysis loop process.

〔簡略化パラメータ生成〕
制御部210は、詳細度レベルカウンタの値が表す詳細化レベルと、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報から得られる、重要信号線の配置情報をもとに、モデル生成部220がモデルの簡略化に利用する簡略化パラメータを生成し、これを基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報とともにモデル生成部220に渡す(Step S2)。ここで、詳細度レベルカウンタの値と重要信号線の配置とから簡略化パラメータを生成するのは、その後の処理工程で生成するモデルの各要素の大きさを、これらの情報に基づいて決定できるようにするためである。
(Simplified parameter generation)
Based on the level of detail expressed by the value of the level of detail level counter and the layout information of the important signal lines obtained from the board layout information, circuit information, and circuit / layout correspondence information, the control unit 210 Simplification parameters used for model simplification are generated and passed to the model generation unit 220 together with board layout information, circuit information, and circuit / layout correspondence information (Step S2). Here, the simplified parameter is generated from the value of the level of detail level counter and the arrangement of the important signal line. The size of each element of the model generated in the subsequent processing step can be determined based on such information. It is for doing so.

〔解析用簡略化モデル生成〕
次に、制御部210は、モデル生成部220に処理開始を指示する。モデル生成部220は、制御部210からの処理動作開始指示を受けると、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を、簡略化パラメータに基づく簡略化を加えた、2次元または3次元モデル情報に変換し、さらに回路情報に含まれる信号源や集中定数素子を追加した電磁界解析モデルデータとして、特性解析部230に出力し、制御部210に処理完了を通知する(Step S3)。電磁界解析モデルデータの形式、及びモデル生成部220の動作についての詳細は後述する。
[Generate simplified model for analysis]
Next, the control unit 210 instructs the model generation unit 220 to start processing. When the model generation unit 220 receives a processing operation start instruction from the control unit 210, the model generation unit 220 adds a simplification based on the simplification parameters to the board layout information, the circuit information, and the circuit / layout correspondence information. The information is converted into information, and is further output to the characteristic analysis unit 230 as electromagnetic field analysis model data to which a signal source and lumped constant elements included in the circuit information are added, and the control unit 210 is notified of the completion of processing (Step S3). Details of the format of the electromagnetic field analysis model data and the operation of the model generation unit 220 will be described later.

〔電磁界解析〕
制御部210は、モデル生成部220からの処理完了通知を受けると、次に特性解析部230に特性解析部の動作開始を指示する。
特性解析部230は、制御部210からの動作開始指示を受けると、モデル生成部220から与えられた電磁界解析モデルデータについて、電磁界解析を行い、表示部240に電磁界解析結果を出力して、制御部210に処理完了を通知する(Step S4)。ここで、具体的な電磁界解析計算法については、例えば、モーメント法を用いることができる。
モーメント法は、導体、誘電体表面の未知電流、磁流分布を未知電流、磁流要素で近似し、各要素によって生じる電磁界分布を表す式を求めて境界条件に代入し、連立方程式化し、それを解くことで、電流、磁流分布を求め、電磁界の状態を解析する手法である。
モーメント法について詳細に記載した文献としては特許文献2がある。
(Electromagnetic field analysis)
Upon receiving the processing completion notification from the model generation unit 220, the control unit 210 next instructs the characteristic analysis unit 230 to start the operation of the characteristic analysis unit.
When the characteristic analysis unit 230 receives an operation start instruction from the control unit 210, the characteristic analysis unit 230 performs electromagnetic field analysis on the electromagnetic field analysis model data given from the model generation unit 220, and outputs the electromagnetic field analysis result to the display unit 240. Then, the control unit 210 is notified of the completion of processing (Step S4). Here, as a specific electromagnetic field analysis calculation method, for example, a moment method can be used.
The method of moments approximates the unknown current and magnetic current distribution on the conductor and dielectric surface with unknown current and magnetic current elements, finds an expression representing the electromagnetic field distribution generated by each element, substitutes it into the boundary condition, converts it to simultaneous equations, By solving this, the current and magnetic current distribution is obtained, and the electromagnetic field state is analyzed.
Patent Document 2 is a document that describes the method of moments in detail.

〔表示更新〕
制御部210は、特性解析部230からの特性解析部処理完了通知を受けると、表示部240に解析データ更新を通知する。表示部240は、制御部210からの解析データ更新通知を受けると、特性解析部230から新たに電磁界解析結果を取り込んで表示を更新する(Step S5)。
[Display update]
Upon receiving the characteristic analysis unit process completion notification from the characteristic analysis unit 230, the control unit 210 notifies the display unit 240 of update of analysis data. Upon receiving the analysis data update notification from the control unit 210, the display unit 240 newly takes in the electromagnetic field analysis result from the characteristic analysis unit 230 and updates the display (Step S5).

〔終了判定〕
制御部210は、詳細度レベルカウンタの値をもとに詳細化ループ終了判定を行い(Step S6)、詳細化解析ループ継続の場合は詳細度レベルカウンタをインクリメントして(Step S7)、詳細化解析ループ処理の先頭(Step S2)に戻る。
詳細化解析ループ終了の場合、制御部210は、詳細化解析ループ終了処理を行い解析部20の動作を完了させる。
次に簡略化パラメータとモデル生成部220について、より詳細な説明をする。
ここで、簡略化パラメータとは、重要信号線の位置を表す重要信号線位置情報と、詳細度レベルカウンタ値である詳細化レベルを組み合わせたものである。
[End judgment]
Based on the value of the level of detail level counter, the control unit 210 determines whether the detailing loop has ended (Step S6). If the detailing analysis loop is continued, the level of detail level counter is incremented (Step S7). Return to the top of the analysis loop process (Step S2).
In the case of the end of the detailed analysis loop, the control unit 210 performs a detailed analysis loop end process to complete the operation of the analysis unit 20.
Next, the simplified parameter and model generation unit 220 will be described in more detail.
Here, the simplification parameter is a combination of important signal line position information representing the position of an important signal line and a detail level that is a detail level counter value.

重要信号線は、重要信号線の回路属性としてあらかじめクロックラインなどを設定しておき、それらの属性をもつ信号線の位置を回路情報、回路・基板レイアウト対応情報、基板レイアウト情報から自動的に抽出したものや、ユーザーにより基板上の位置を直接指定したものである。   For important signal lines, clock lines etc. are set in advance as circuit attributes of important signal lines, and the positions of signal lines with those attributes are automatically extracted from circuit information, circuit / board layout correspondence information, and board layout information. The position on the board is directly designated by the user.

図3は、モデル生成部220の詳細な構成を表すブロック図である。モデル生成部220は、モデル変換制御部221、ブロック分割部222、ブロック内構造メッシュ化部223、解析モデル合成部224から構成される。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the model generation unit 220. The model generation unit 220 includes a model conversion control unit 221, a block division unit 222, an in-block structure meshing unit 223, and an analysis model synthesis unit 224.

モデル変換制御部221は、制御部210の指示に従いモデル生成部220全体の処理状態の制御を行う。詳細には、モデル生成部220の処理状態の制御は、ブロック分割部222、ブロック内構造メッシュ化部223、解析モデル合成部224の各部が出力する「動作中」、「処理完了」、「エラー発生」などの内動作状態情報をもとに各部の状態を把握して、それをもとに次の動作を判断し、各部へ「開始」、「中断」などの内動作制御情報を送ることで行う。   The model conversion control unit 221 controls the processing state of the entire model generation unit 220 in accordance with instructions from the control unit 210. Specifically, the processing state of the model generation unit 220 is controlled by “in operation”, “processing complete”, and “error” output from the block division unit 222, the intra-block structure meshing unit 223, and the analysis model synthesis unit 224. Understand the status of each part based on internal operation status information such as `` occurrence '', determine the next operation based on it, and send internal operation control information such as `` Start '', `` Suspend '' to each part To do.

ブロック分割部222は、特性解析部230が電磁界解析を行う際に、たとえば要素毎の電流、磁流、電位、磁気ベクトルポテンシャル、電荷、磁束などの未知数を配置しうる全領域(以降、解析対象全領域と記述)を、基板レイアウト情報から求め、簡略化パラメータに基づいて、大きさの異なる複数の解析領域ブロックに分割する。   When the characteristic analysis unit 230 performs the electromagnetic field analysis, the block dividing unit 222 is an entire region in which unknown numbers such as current, magnetic current, potential, magnetic vector potential, electric charge, and magnetic flux for each element can be arranged (hereinafter, analysis). The entire target area and description) are obtained from the board layout information, and are divided into a plurality of analysis area blocks having different sizes based on the simplified parameters.

ブロック内構造メッシュ化部223は、基板レイアウト情報、回路情報、回路・基板レイアウト対応情報から各解析領域ブロックの内部に含まれる導体、誘電体の物性情報及び配置情報、さらに概当解析ブロック内に存在する端子に接続される回路の回路情報などの各情報を抽出し、それらの情報を特性解析部230の解析アルゴリズムが処理できる形式のブロック内解析モデルデータに変換する。
具体的な電磁界解析モデルデータの形式は、特性解析部の構成によって変化するが、例えば、特性解析部で用いる電磁界解析アルゴリズムが特許文献2に記載のモーメント法を基にするものである場合には、導体表面の未知電流分布、誘電体表面の未知電流分布、未知磁流分布を近似する未知電流、磁流要素の配置情報、導体表面及び誘電体界面の境界条件情報、未知電流要素、磁流要素及び各素子間の接続関係情報を含んでいる。簡略化パラメータの値に応じて未知電流、磁流要素数を増減させることで、電流、磁流分布精度、解析時間を制御する。
解析モデル合成部224は、各解析領域ブロックに対応するブロック内解析モデルデータを全て合成して、ひとつの電磁界解析モデルデータとする。
The in-block structure meshing unit 223 includes, from the board layout information, circuit information, and circuit / board layout correspondence information, the conductors included in each analysis area block, the physical property information and arrangement information of the dielectric, and the approximate analysis block. Information such as circuit information of a circuit connected to an existing terminal is extracted, and the information is converted into in-block analysis model data in a format that can be processed by the analysis algorithm of the characteristic analysis unit 230.
The specific format of the electromagnetic field analysis model data varies depending on the configuration of the characteristic analysis unit. For example, when the electromagnetic field analysis algorithm used in the characteristic analysis unit is based on the moment method described in Patent Document 2. The unknown current distribution on the conductor surface, the unknown current distribution on the dielectric surface, the unknown current approximating the unknown magnetic current distribution, the arrangement information of the magnetic current element, the boundary condition information on the conductor surface and the dielectric interface, the unknown current element, The magnetic current element and the connection relation information between each element are included. The current, magnetic current distribution accuracy, and analysis time are controlled by increasing or decreasing the number of unknown currents and magnetic current elements according to the value of the simplified parameter.
The analysis model synthesis unit 224 synthesizes all the in-block analysis model data corresponding to each analysis area block, and generates one electromagnetic field analysis model data.

図4は、モデル生成部が行うモデル生成の処理を示すフローチャートである。図4に示すように、モデル変換制御部221は、制御部210からモデル変換制御部動作開始の制御情報を受け取ると、まずブロック分割部222にブロック分割部動作開始を指示する(Step S10)。   FIG. 4 is a flowchart illustrating model generation processing performed by the model generation unit. As shown in FIG. 4, when the model conversion control unit 221 receives control information for starting the model conversion control unit operation from the control unit 210, the model conversion control unit 221 first instructs the block division unit 222 to start the block division unit operation (Step S10).

〔解析領域ブロック分割処理〕
ブロック分割部222は、モデル変換制御部221からブロック分割部動作開始指示を受けると、基板レイアウト情報から解析対象全領域を求め、これを簡略化パラメータに基づいて大きさの異なる複数の解析領域ブロックに分割する解析領域ブロック分割処理を行う(Step S11)。解析領域ブロック分割処理についてのより詳細な説明は、さらに後述する。ブロック分割部による分割処理は、電磁界解析のアルゴリズムに依存せず、詳細度に基づいて各解析領域ブロックの大きさを決定して分割するものである。その後、分割した全ての解析領域ブロックについての分割の情報をブロック内構造メッシュ化部223に出力し、モデル変換制御部221にブロック分割部処理完了を通知して処理を完了する。
[Analysis area block division processing]
When the block dividing unit 222 receives the block dividing unit operation start instruction from the model conversion control unit 221, the block dividing unit 222 obtains the entire analysis target area from the board layout information, and calculates the analysis area blocks having different sizes based on the simplified parameters. An analysis area block division process is performed to divide into (Step S11). A more detailed description of the analysis area block division processing will be described later. The dividing process by the block dividing unit does not depend on the electromagnetic field analysis algorithm, but determines the size of each analysis area block based on the degree of detail and divides it. Thereafter, the division information for all the divided analysis region blocks is output to the intra-block structure meshing unit 223, and the model conversion control unit 221 is notified of the completion of the block division unit processing, thereby completing the processing.

モデル変換制御部221は、ブロック分割部222からのブロック分割部処理完了通知を受けると、ブロック内構造メッシュ化部223に動作開始を指示する。   Upon receiving the block division unit processing completion notification from the block division unit 222, the model conversion control unit 221 instructs the intra-block structure meshing unit 223 to start operation.

〔ブロック内メッシュ化処理〕
ブロック内構造メッシュ化部223は、モデル変換制御部221から動作開始指示を受けると、ブロック分割部222から受け取った解析領域ブロックの各々について、該当解析領域ブロック内部に含まれる導体、誘電体、回路素子などの構造を基板レイアウト情報、回路情報、回路・基板レイアウト対応情報から抽出し、それらの構造を特性解析部230が処理できる形式のブロック内解析モデルデータに変換する(Step S12)。
ブロック内構造メッシュ化部は、各解析領域ブロック内部を電磁界解析アルゴリズムに依存したモデルに変換する。この処理に用いる変換アルゴリズムは、公知の電磁界解析アルゴリズムを用いて行う。従って、メッシュ分割は、外形の境界を除けば解析領域ブロックの形状とは無関係に行なわれ、各解析領域ブロックについて同様のアルゴリズムを適用して各解析領域ブロックをほぼ等しい数に分割する。即ち、ブロックの大きさとメッシュサイズはほぼ比例する。これによって、各解析領域ブロックの演算量(要素数)もほぼ等しくなる。前述のように、各領域ブロックの大きさは、その詳細度に基づいて決定され分割されているので、結果的には重要な部分ほどより多くの演算量が割り当てられる。
このように、本願発明では詳細度に応じて領域ごとにモデル精度を変化させ、しかも領域に対するモデル精度の配分が電磁界解析アルゴリズムに依存しない。このため、様々な電磁界解析アルゴリズムを用いた電磁界解析において、詳細度に応じた解析をすることができる。
即ち、解析領域ブロックの大きさに比例してモデルのメッシュ分割幅を決めるので、より大きな解析領域ブロックには、より簡略化されたブロック内解析モデルデータが適用される。
[In-block mesh processing]
When receiving the operation start instruction from the model conversion control unit 221, the intra-block structure meshing unit 223 includes, for each analysis region block received from the block division unit 222, a conductor, a dielectric, and a circuit included in the corresponding analysis region block. A structure such as an element is extracted from board layout information, circuit information, and circuit / board layout correspondence information, and the structure is converted into in-block analysis model data in a format that can be processed by the characteristic analysis unit 230 (Step S12).
The intra-block structure meshing unit converts the inside of each analysis region block into a model depending on the electromagnetic field analysis algorithm. The conversion algorithm used for this processing is performed using a known electromagnetic field analysis algorithm. Therefore, the mesh division is performed regardless of the shape of the analysis region block except for the boundary of the outer shape, and each analysis region block is divided into substantially equal numbers by applying the same algorithm to each analysis region block. That is, the block size and the mesh size are almost proportional. As a result, the calculation amount (number of elements) of each analysis area block becomes substantially equal. As described above, the size of each area block is determined and divided based on the degree of detail, and as a result, more calculation amount is assigned to an important part.
Thus, in the present invention, the model accuracy is changed for each region in accordance with the degree of detail, and the distribution of the model accuracy for the region does not depend on the electromagnetic field analysis algorithm. For this reason, in the electromagnetic field analysis using various electromagnetic field analysis algorithms, analysis according to the degree of detail can be performed.
That is, since the mesh division width of the model is determined in proportion to the size of the analysis region block, the simplified analysis model data in the block is applied to a larger analysis region block.

次にブロック内構造メッシュ化部223は、変換した全てのブロック内解析モデルデータを解析モデル合成部224に出力し、モデル変換制御部221にブロック内構造メッシュ化部処理完了を通知して処理を完了する。
モデル変換制御部221はブロック内構造メッシュ化部223からのブロック内構造メッシュ化部処理完了通知を受けると、次に解析モデル合成部224に解析モデル合成部動作開始を指示する。
Next, the intra-block structure meshing unit 223 outputs all the converted intra-block analysis model data to the analysis model synthesis unit 224, notifies the model conversion control unit 221 of the completion of the intra-block structure meshing unit processing, and performs processing. Complete.
When the model conversion control unit 221 receives the in-block structure meshing unit processing completion notification from the in-block structure meshing unit 223, the model conversion control unit 221 next instructs the analysis model synthesis unit 224 to start the operation of the analysis model synthesis unit.

〔解析モデル合成処理〕
解析モデル合成部224は、モデル変換制御部221から解析モデル合成部動作開始指示を受けると、各解析領域ブロックに対応するブロック内解析モデルデータを全て合成して、ひとつの解析モデルとし、これを特性解析部230に出力する(Step S13)。その後、モデル変換制御部221に解析モデル合成部処理完了を通知して処理を完了する。
モデル変換制御部221は、解析モデル合成部224からの解析モデル合成部処理完了通知を受け取ると、制御部210にモデル変換処理完了を通知してモデル変換処理を完了する。
[Analysis model synthesis processing]
When the analysis model synthesis unit 224 receives the analysis model synthesis unit operation start instruction from the model conversion control unit 221, the analysis model synthesis unit 224 synthesizes all the in-block analysis model data corresponding to each analysis region block into one analysis model. It outputs to the characteristic analysis part 230 (Step S13). Thereafter, the model conversion control unit 221 is notified of the completion of the analysis model synthesis unit process, and the process is completed.
When the model conversion control unit 221 receives the analysis model synthesis unit process completion notification from the analysis model synthesis unit 224, the model conversion control unit 221 notifies the control unit 210 of the completion of the model conversion process and completes the model conversion process.

次に、ブロック分割部222で行われる解析領域ブロック分割処理について、より詳細に説明する。
ブロック分割部222は、分割処理前の解析領域ブロックを要素として処理前リストと分割処理完了後の解析領域ブロックを要素として持つ処理後リストの2つのリストを持ち、さらにループ内で処理中の解析領域ブロックを処理中ブロックとして処理中ブロック記憶に保持する。
図5は、ブロック分割部222が行なう解析領域ブロック分割処理のフローチャートである。
Next, the analysis area block division processing performed by the block division unit 222 will be described in more detail.
The block division unit 222 has two lists, a pre-processing list having the analysis area block before the division process as an element and a post-processing list having the analysis area block after the division process as an element, and an analysis being processed in the loop. The area block is stored in the processing block storage as a processing block.
FIG. 5 is a flowchart of analysis area block division processing performed by the block division unit 222.

〔処理前・処理後リスト初期化〕
ブロック分割部222は、まず初期化処理として、処理前リスト、処理後リストを空として初期化する。さらに基板レイアウト情報から解析対象全領域を求め、それを解析領域ブロックとして、処理前リストに登録する(Step S20)。
ブロック分割部222は、初期化処理の後、ブロック分割ループ処理に入る。
[Pre-processing / Post-processing list initialization]
The block dividing unit 222 first initializes the pre-processing list and the post-processing list as empty as initialization processing. Further, the entire analysis target area is obtained from the board layout information, and is registered in the pre-processing list as an analysis area block (Step S20).
After the initialization process, the block division unit 222 enters a block division loop process.

〔処理前リスト−>処理中ブロック〕
ブロック分割部222は、ループの先頭で、処理前リストから任意の要素を1つ取り出して処理中ブロックとし、同時に処理前リストから登録抹消する(Step S21)。
[Pre-processing list-> Processing block]
The block division unit 222 extracts one arbitrary element from the pre-processing list at the head of the loop and sets it as a processing block, and at the same time deregisters from the pre-processing list (Step S21).

〔ブロック分割判定〕
次にブロック分割部222は、処理中ブロックに対して、ブロック分割判定を行う。
ブロック分割判定は、簡略化パラメータに含まれる重要信号線位置Xと処理中ブロックYとの距離d(X,Y)、処理中ブロックYの大きさの代表値L(Y)、簡略化パラメータに含まれる詳細度レベルカウンタの値D、および信号周波数と媒体の誘電率あるいは透磁率によって定まる波長λを用いて行う。
[Block division judgment]
Next, the block division unit 222 performs block division determination on the block being processed.
In block division determination, the distance d (X, Y) between the important signal line position X and the processing block Y included in the simplification parameter, the representative value L (Y) of the size of the processing block Y, and the simplification parameter are used. It is performed using the value D of the level of detail level counter included and the wavelength λ determined by the signal frequency and the dielectric constant or permeability of the medium.

ブロック分割判定条件の一例は、下記の数1で示す式である。ブロック分割部222は、下記式の条件が満たされたときに、ブロック分割を行うと判断する(Step S22)。ただし、Dmaxは詳細度レベルカウンタの最大値である。数1で、d(X,Y)の値が一定とした場合、式の右辺は、詳細度レベルカウンタの値、即ち詳細度Dの値に対して単調に減少する。このような関数を与えることで、詳細度が増加することによってブロック分割数が単調増加する条件式が得られる。   An example of the block division determination condition is an expression represented by the following formula 1. The block division unit 222 determines to perform block division when the condition of the following expression is satisfied (Step S22). However, Dmax is the maximum value of the level of detail level counter. In Equation 1, when the value of d (X, Y) is constant, the right side of the equation monotonously decreases with respect to the value of the detail level counter, that is, the value of detail D. By giving such a function, it is possible to obtain a conditional expression in which the number of block divisions monotonously increases as the level of detail increases.

また、下記の式は、右辺の値が波長λ以下の値をとらないよう最大値関数max用いている。このようにすることで、判定条件を満足する限りブロック分割判定を繰り返すループ処理は、有限の回数で終わることが保証される。   In the following expression, the maximum value function max is used so that the value on the right side does not take a value equal to or less than the wavelength λ. By doing so, it is guaranteed that the loop processing that repeats the block division determination as long as the determination condition is satisfied ends with a finite number of times.

Figure 2006012047
ここで、d(X,Y)は、重要信号線位置Xと処理中ブロックYとの距離であるが、詳細には、図6に示すように重要信号線位置Xに含まれる点xと処理中ブロックYに含まれる点yの2点x、y間距離d(x,y)を定義したとき、任意にとったx、yの2点間の最小距離と定義する。ただし、d(x,y)は一般的なユークリッド距離であってもよいが、層内と層間で重みを変えた距離など、下記の数2で示される式を満足するような任意の定義を用いることが可能である。
Figure 2006012047
Here, d (X, Y) is the distance between the important signal line position X and the block Y being processed. Specifically, as shown in FIG. When the distance d (x, y) between two points x and y of the point y included in the middle block Y is defined, it is defined as the minimum distance between the two points x and y taken arbitrarily. However, d (x, y) may be a general Euclidean distance, but an arbitrary definition that satisfies the expression shown in the following formula 2, such as a distance in which a weight is changed between layers, may be defined. It is possible to use.

Figure 2006012047
また、処理中ブロックYの大きさの代表値L(Y)は、例えば、処理中ブロックの長軸の長さをその値に用いてもよい。
Figure 2006012047
Further, as the representative value L (Y) of the size of the block Y being processed, for example, the length of the major axis of the block being processed may be used as the value.

〔ブロック分割〕
ブロック分割部222は、分割判定の結果が真である場合には、処理中ブロックをx、y、z方向にそれぞれ2等分して得られる8つの新たな解析領域ブロックを、処理前リストに登録し(Step S25)、ループの先頭に戻る。
〔処理中ブロック−>処理完了リスト〕
分割判定が偽であった場合、ブロック分割部222は、処理中ブロックを処理後リストに登録する(Step S23)。
[Block division]
When the result of the division determination is true, the block division unit 222 adds eight new analysis area blocks obtained by dividing the block being processed into two equal parts in the x, y, and z directions to the pre-processing list. Register (Step S25) and return to the top of the loop.
[Processing block-> Processing completion list]
When the division determination is false, the block dividing unit 222 registers the block being processed in the post-processing list (Step S23).

〔終了判定〕
次に処理前リストが空であるかを判定し、処理前リストが空で無いなら、ブロック分割ループの先頭に戻る。
処理前リストが空であるならば、ブロック分割部222はブロック分割ループ処理を終了し、処理後リストに保持されている全ての解析領域ブロックをブロック内構造メッシュ化部223に出力して、モデル変換制御部221に動作完了を通知する(Step S24)。
[End judgment]
Next, it is determined whether the pre-processing list is empty. If the pre-processing list is not empty, the process returns to the head of the block division loop.
If the pre-processing list is empty, the block division unit 222 ends the block division loop processing, and outputs all analysis region blocks held in the post-processing list to the in-block structure meshing unit 223, The conversion control unit 221 is notified of the operation completion (Step S24).

上述したブロック分割部222による解析領域ブロック分割処理においては、重要信号線存在位置からの距離が大きくなるほど、分割が粗くなっていくという特徴がある。図7は、この実施例の分割判定処理によって分割されたブロックの一例を示す説明図である。
(第2の実施形態)
The analysis region block division processing by the block division unit 222 described above has a feature that the division becomes coarser as the distance from the important signal line existence position becomes larger. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of blocks divided by the division determination process of this embodiment.
(Second Embodiment)

図8は、電磁界解析部20の電磁界解析処理の異なる処理手順の一例を表すフローチャートである。
この実施例では、簡略化モデル生成部220、特性解析部230におけるループ処理中に、制御部210からの中断指令を参照する中断判定(Step S34およびS42)を行い、中断終了処理(Step S36およびS44)を加えた点が、第1の実施形態と異なる。これにより、レイアウト設計者が解析を中断あるいはやり直したいと考えた場合に、実行中の特性解析を即座に中断して次の処理に移行することが可能になる。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a different processing procedure of the electromagnetic field analysis process of the electromagnetic field analysis unit 20.
In this embodiment, during the loop processing in the simplified model generation unit 220 and the characteristic analysis unit 230, interruption determination (Steps S34 and S42) referring to the interruption instruction from the control unit 210 is performed, and interruption termination processing (Step S36 and Step S36 and Step S36) is performed. The difference from the first embodiment is that S44) is added. As a result, when the layout designer wants to suspend or redo the analysis, it is possible to immediately suspend the characteristic analysis being performed and proceed to the next processing.

中断指令は、ユーザーの操作によって解析処理を中断させるための電磁界解析中断部をもうけ、これによって中断させてもよい。さらに、中断指令はユーザーによる基板レイアウト変更操作によって発生させてもよい。この場合は、例えば、レイアウト変更操作が部品を現在の位置から他の位置へ移動させる場合に、移動中に繰り返し中断指令が発生することが内容に、一定の時間間隔毎に変更操作の有無を判定するようにしてもよい。このようにすれば、中断指令の発生頻度を制御することができ、中断に伴う電磁界解析部の再初期化などの処理の重複を避け、また頻繁な中断判定のために生じる時間ロスを短縮することができる。   The interruption command may be interrupted by providing an electromagnetic field analysis interruption unit for interrupting the analysis process by a user operation. Further, the interruption command may be generated by a user changing the board layout. In this case, for example, when the layout change operation moves the part from the current position to another position, the content of the fact that a repeated interruption command is generated during the movement indicates whether there is a change operation at regular time intervals. You may make it determine. In this way, it is possible to control the frequency of occurrence of interruption commands, avoid duplication of processing such as re-initialization of the electromagnetic field analysis unit due to interruption, and reduce time loss caused by frequent interruption determination can do.

大量のデータを高速に処理することが求められる電子機器製品開発において、本発明の設計支援装置を用いることで、基板レイアウト設計品質を向上させ、必要な試作回数の削減、設計期間の短縮効果を得ることが出来る。   In the development of electronic equipment products that are required to process large amounts of data at high speed, the design support device of the present invention can be used to improve the board layout design quality, reduce the required number of prototypes, and shorten the design period. Can be obtained.

本発明の解析装置およびそれを備えた基板レイアウト設計・検証装置の構成の一例を表すブロック図である。It is a block diagram showing an example of a structure of the analyzer of this invention, and a board | substrate layout design and verification apparatus provided with the same. 電磁界解析部20における電磁界解析方法の一例を示すフローチャートである。(実施の形態1)3 is a flowchart illustrating an example of an electromagnetic field analysis method in an electromagnetic field analysis unit 20. (Embodiment 1) 図1のモデル生成部220の詳細な構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the detailed structure of the model production | generation part 220 of FIG. この発明に係るモデル生成部が行うモデル生成の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the model generation which the model generation part concerning this invention performs. ブロック分割部222が行なう解析領域ブロック分割処理のフローチャートである。It is a flowchart of the analysis area block division process which the block division part 222 performs. ブロック分割判定において、重要信号線位置と処理中ブロックとの距離D(X,Y)の定義を示す説明図である。In block division determination, it is explanatory drawing which shows the definition of distance D (X, Y) of an important signal line position and a block in process. この発明に係るブロック分割判定処理によって分割されたブロックの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the block divided | segmented by the block division | segmentation determination process based on this invention. この発明の電磁界解析部が行う電磁界解析処理の異なる処理手順の一例を表すフローチャートであるIt is a flowchart showing an example of a different process sequence of the electromagnetic field analysis process which the electromagnetic field analysis part of this invention performs.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板レイアウト設計・検証装置
10 ユーザーインターフェースを含む基板レイアウトCAD
20 電磁界解析部、特性解析装置
200 詳細度レベルカウンタ
210 制御部
220 モデル生成部
221 モデル変換制御部
222 ブロック分割部
223 ブロック内構造メッシュ化部
224 解析モデル合成部
230 特性解析部
240 表示部
1 Board layout design / verification device 10 Board layout CAD including user interface
20 Electromagnetic field analysis unit, characteristic analysis device 200 Detail level counter 210 Control unit 220 Model generation unit 221 Model conversion control unit 222 Block division unit 223 In-block structure meshing unit 224 Analysis model synthesis unit 230 Characteristic analysis unit 240 Display unit

Claims (10)

回路基板の特性を数値解析する際の詳細度を指示する詳細度指示部と、
回路に関する回路情報、前記回路を実装する基板のレイアウトに関する基板レイアウト情報および前記回路と基板レイアウトとの対応に関する回路・レイアウト対応情報とを入力する入力部と、
入力された回路情報、基板レイアウト情報および回路・レイアウト対応情報に基づいて指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用の解析モデルを生成するモデル生成部と、
生成された回路基板特性解析用モデルを用いて特性解析を行う特性解析部と、
詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする特性解析装置。
A level of detail indicating unit that indicates the level of detail when numerically analyzing the characteristics of the circuit board;
An input unit for inputting circuit information relating to a circuit, board layout information relating to a layout of a board on which the circuit is mounted, and circuit / layout correspondence information relating to correspondence between the circuit and the board layout;
A model generation unit for generating an analysis model for circuit board characteristic analysis in accordance with the specified level of detail based on the input circuit information, board layout information and circuit / layout correspondence information;
A characteristic analysis unit for performing characteristic analysis using the generated circuit board characteristic analysis model;
A characteristic analysis apparatus comprising: an output unit that outputs an analysis result of a detail level according to an instruction from a detail level instruction unit.
前記詳細度指示部が詳細度レベルカウンタを有し、詳細度レベルカウンタの値を変えることによって生成する解析モデルの詳細度を増加させて特性解析を行い、より詳細な解析結果を順次出力するように構成される請求項1記載の特性解析装置。   The detail instruction unit has a detail level counter, and the characteristic analysis is performed by increasing the detail of the analysis model generated by changing the value of the detail level counter, and more detailed analysis results are sequentially output. The characteristic analysis apparatus according to claim 1, which is configured as follows. 前記詳細度レベルカウンタを初期化する初期化部を備え、初期化部によって解析実行中に詳細度レベルカウンタが初期化された場合は、実行中の解析を中断して初期化された詳細度での特性解析を開始する請求項2記載の特性解析装置。   An initialization unit for initializing the detail level counter, and when the detail level counter is initialized during analysis execution by the initialization unit, the analysis being executed is interrupted and the level of detail initialized The characteristic analysis apparatus according to claim 2, wherein the characteristic analysis is started. 前記初期化部は、ユーザーによるレイアウト変更の操作によって起動される請求項3記載の基板レイアウト設計支援装置。   4. The board layout design support apparatus according to claim 3, wherein the initialization unit is activated by a layout change operation by a user. モデル生成部は、前記詳細度に対応した大きさに全解析領域を分割し、さらに分割した各解析領域を特性解析アルゴリズムに基づく要素に分割して要素ごとに解析モデルを生成する請求項1記載の特性解析装置。   The model generation unit divides an entire analysis region into a size corresponding to the level of detail, further divides each divided analysis region into elements based on a characteristic analysis algorithm, and generates an analysis model for each element. Characteristic analysis device. 前記特性解析部の特性解析が電磁界特性解析を含み、前記要素ごとの解析モデルが電磁気学的特性モデルであって、特性解析部は各電磁気学的特性モデルが互いに電磁的に及ぼす影響を計算することによって特性解析を行う請求項5記載の特性解析装置。   The characteristic analysis of the characteristic analysis unit includes electromagnetic field characteristic analysis, and the analysis model for each element is an electromagnetic characteristic model, and the characteristic analysis unit calculates the influence of each electromagnetic characteristic model on each other electromagnetically. 6. The characteristic analysis apparatus according to claim 5, wherein the characteristic analysis is performed by performing the analysis. 入力部は、電磁界特性に大きな影響を与える信号線を重要信号線として入力させ、
モデル生成部は、重要信号線と各解析領域との位置関係に基づいて各解析領域の大きさを決定する請求項6記載の特性解析装置。
The input unit inputs signal lines that have a large influence on the electromagnetic field characteristics as important signal lines,
The characteristic analysis apparatus according to claim 6, wherein the model generation unit determines the size of each analysis region based on a positional relationship between the important signal line and each analysis region.
前記基板が複数の層からなり、
モデル生成部は、さらに重要信号線が配置されている層を考慮して各解析領域の大きさを決定する請求項5記載の特性解析装置。
The substrate comprises a plurality of layers;
The characteristic analysis apparatus according to claim 5, wherein the model generation unit further determines a size of each analysis region in consideration of a layer in which the important signal line is arranged.
前記回路情報が、重要信号線を識別するための回路属性を含み、
入力部は、前記回路属性から重要信号線を抽出する請求項7記載の特性解析装置。
The circuit information includes circuit attributes for identifying important signal lines;
The characteristic analysis apparatus according to claim 7, wherein the input unit extracts an important signal line from the circuit attribute.
請求項1〜9に記載の特性解析装置と基板レイアウト設計装置とを備え、回路基板のレイアウト設計と、設計した回路基板の特性解析とを行う基板レイアウト設計・検証装置。   10. A board layout design / verification apparatus comprising the characteristic analysis apparatus according to claim 1 and a board layout design apparatus, and performing layout design of a circuit board and characteristic analysis of the designed circuit board.
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