JP2007213567A - Support apparatus and method for circuit design - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はプリント基板の回路設計時に、設計対象回路が正常に動作するように設計するための回路設計支援装置および回路設計方法と、回路設計方法によって設計された回路に関する。 The present invention relates to a circuit design support apparatus and a circuit design method for designing a circuit to be designed to operate normally at the time of circuit design of a printed circuit board, and a circuit designed by the circuit design method.
プリント基板のデジタル配線を設計する際には、図1に示すように信号を出力する手段であるドライバ側IC1から、信号を受信する手段であるレシーバ側IC5に接続するデジタル配線3の反射による波形歪みに起因した、回路の誤動作が発生しないように注意する必要がある。反射はドライバ側ICとレシーバ側ICで、発生する場合がある。このような反射対策として、ドライバの出力インピーダンス値とダンピング抵抗値の合計が、配線の特性インピーダンス値に近くなるように、ドライバの近傍に直列にダンピング抵抗を挿入する方法が知られている。
例えば、特許文献1は、反射を抑制するためのダンピング抵抗値を決定する装置を開示している。
For example,
特許文献1により、反射を抑制するようにドライバの内部抵抗値を用いてダンピング抵抗値を決定している。しかしながら、ドライバによっては、高レベル出力時と低レベル出力時で、出力インピーダンス値が異なるものがある。そのため、反射を抑制するには、ドライバの高レベル出力時の出力インピーダンス値と、低レベル出力時の出力インピーダンス値の両方を考慮する必要がある。
本発明は、ドライバの高レベル出力時と低レベル出力時の出力インピーダンス値の両方を考慮して回路設計する回路設計支援装置を提供するものである。また回路設計方法を提供するものである。さらに回路設計方法によって設計された回路を提供するものである。
According to
The present invention provides a circuit design support device for designing a circuit in consideration of both output impedance values at the time of high level output and low level output of a driver. A circuit design method is also provided. Furthermore, the present invention provides a circuit designed by a circuit design method.
ドライバの高レベル出力時と低レベル出力時の出力インピーダンス値が異なる場合の波形歪みの一例を図3に示す。図3の横軸は時間、縦軸は電圧を任意目盛で表す。
図3(a)はドライバの高レベル出力時の出力インピーダンス値とダンピング抵抗値の合計が配線の特性インピーダンスになるように抵抗値を決定したダンピング抵抗を挿入した場合を示す。この場合、ドライバの低レベル出力時の波形歪みがVLで示すように大きい。
図3(b)はドライバの低レベル出力時の出力インピーダンス値とダンピング抵抗値の合計が配線の特性インピーダンスになるように抵抗値を決定したダンピング抵抗を挿入した場合を示す。この場合、ドライバの高レベル出力時の波形歪みがVHで示すように大きい。
FIG. 3 shows an example of waveform distortion when the output impedance value of the driver at the high level output is different from that at the low level output. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage on an arbitrary scale.
FIG. 3A shows a case where a damping resistor whose resistance value is determined so that the sum of the output impedance value and the damping resistance value at the time of high level output of the driver becomes the characteristic impedance of the wiring is shown. In this case, the waveform distortion at the low level output of the driver is large as indicated by VL.
FIG. 3B shows a case where a damping resistor whose resistance value is determined so that the sum of the output impedance value and the damping resistance value at the time of low level output of the driver becomes the characteristic impedance of the wiring is shown. In this case, the waveform distortion at the time of high level output of the driver is large as indicated by VH.
図3(c)はドライバの高レベル出力時と低レベル出力時の出力インピーダンスを考慮して抵抗値を決定したダンピング抵抗を挿入した場合を表している。図3(c)中のVH’及びVL’のように、ドライバの高レベル出力及び低レベル出力時の出力インピーダンス値を考慮したダンピング抵抗を挿入した場合の波形歪み値と、図3(a)中のVL及び図3(b)中のVHのように、ドライバの高レベル出力時と低レベル出力時の、どちらか一方の出力インピーダンス値を考慮したダンピング抵抗を挿入した場合の波形歪み値では、VH及びVLの方がVH’及びVL’より大きくなっている。VH及びVLのように波形歪みが大きいと、波形歪みが原因で回路が誤動作する場合がある。
図3(c)に示すように、ドライバの高レベル出力時と低レベル出力時の両方の出力インピーダンスを考慮して抵抗値を決定したダンピング抵抗を挿入した場合は、波形歪みを小さくすることができる。その結果、回路を正常に動作させることができる。
FIG. 3C shows a case where a damping resistor whose resistance value is determined in consideration of the output impedance at the time of high level output and low level output of the driver is inserted. The waveform distortion value when a damping resistor is inserted in consideration of the output impedance value at the time of high level output and low level output of the driver, such as VH ′ and VL ′ in FIG. 3C, and FIG. The waveform distortion value when inserting a damping resistor that takes into account the output impedance value of either the high level output or low level output of the driver, such as VL in FIG. 3 and VH in FIG. , VH and VL are larger than VH ′ and VL ′. If the waveform distortion is large like VH and VL, the circuit may malfunction due to the waveform distortion.
As shown in FIG. 3C, when a damping resistor whose resistance value is determined in consideration of both the output impedance of the driver at the high level output and the low level output is inserted, the waveform distortion can be reduced. it can. As a result, the circuit can be operated normally.
以上に説明したような考察を基にして、本発明の回路設計支援装置は、出力手段の高レベル出力時のインピーダンスと、出力手段の低レベル出力時のインピーダンスと、配線の構造情報を含む回路情報が入力され蓄積される回路情報蓄積手段と、前記回路情報蓄積手段から前記出力手段の高レベル出力時のインピーダンスと、出力手段の低レベル出力時のインピーダンスを含む回路情報を抽出し、出力手段が高レベル出力時の波形歪み値と、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値を算出する回路情報算出手段と、前記出力手段の出力を受信する受信手段が許容可能な波形歪み許容値を抽出する波形歪み許容値抽出手段と、前記出力手段が高レベル出力時の波形歪み値及び前記出力手段が低レベル出力時の波形歪み値と、前記波形歪み許容値を比較して、前記波形歪み値が波形歪み許容値内か否か判定する波形歪み判定手段とを備えている。この構成によれば、出力手段が高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値が許容範囲内か否かを設計時に判定することができる。 Based on the considerations as described above, the circuit design support apparatus of the present invention is a circuit including impedance at the time of high level output of the output means, impedance at the time of low level output of the output means, and wiring structure information. Circuit information storage means for inputting and storing information, and extracting circuit information including impedance at the time of high level output of the output means and impedance at the time of low level output of the output means from the circuit information storage means, and output means Is a waveform distortion value at the time of high level output, a circuit information calculation means for calculating a waveform distortion value at the time when the output means is at a low level output, and a waveform distortion tolerance value that is acceptable by the receiving means for receiving the output of the output means Waveform distortion allowable value extraction means for extracting, waveform distortion values when the output means outputs a high level, waveform distortion values when the output means outputs a low level, and the waveform distortion tolerance In comparison, the waveform distortion value and a determining waveform distortion determination means whether the waveform distortion tolerance. According to this configuration, it is possible to determine at the time of design whether or not the waveform distortion value when the output unit outputs a high level and outputs a low level is within an allowable range.
前記回路情報算出手段は、出力手段が高レベル出力時の波形歪み値VHと、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値VLを下記式(1)および式(2)により算出する。
前記回路情報算出手段は、回路情報蓄積手段から抽出した回路情報に対し、別の候補値を設定する候補値設定手段を含むことが好ましい。この候補値設定手段は、前記波形歪み判定手段が否と判定した場合に、前記波形歪み許容値を満足するダンピング抵抗の抵抗値およびまたは配線の特性インピーダンスの候補値を設定し、または前記波形歪み判定手段が適と判定した場合に、前記波形歪み許容値を満足するダンピング抵抗の抵抗値の範囲およびまたは配線の特性インピーダンスの範囲を設定する。
また、前記候補値設定手段は、下記式(3)によりダンピング抵抗値Rdの候補値を決定することができる。
Further, the candidate value setting means can determine a candidate value of the damping resistance value Rd by the following equation (3).
また、本発明の回路設計支援装置は、前記波形歪み判定手段の判定結果および前記波形歪み判定手段が否と判定した場合に設定したダンピング抵抗の候補値およびまたは配線の特性インピーダンス、または前記波形歪み判定手段が適と判定した場合に設定した前記波形歪み許容値を満足するダンピング抵抗値の範囲およびまたは配線の特性インピーダンスの範囲を表示する表示手段を更に備えることが好ましい。これにより、設計者に判定結果を知らせることができる。また適切な値を知らせることができる。 Further, the circuit design support apparatus of the present invention provides the determination result of the waveform distortion determination unit and the damping resistor candidate value and / or the characteristic impedance of the wiring set when the waveform distortion determination unit determines NO, or the waveform distortion. It is preferable to further include display means for displaying a damping resistance value range and / or a characteristic impedance range of the wiring satisfying the set waveform distortion tolerance when the judgment means judges that it is appropriate. Thereby, it is possible to inform the designer of the determination result. An appropriate value can be notified.
また、本発明の回路設計支援装置は、前記回路情報蓄積手段に蓄積される回路情報の中から、出力手段と、受信手段と、配線を任意に指定する回路情報指定手段を更に有し、前記回路情報指定手段によって指定された出力手段、受信手段、配線の組み合わせ回路に対する波形歪み値を前記回路情報算出手段により抽出して、前記波形歪み判定手段により前記波形歪み値が波形歪み許容値内か否か判定することが好ましい。また、前記波形歪み判定手段の判定結果に基づき、否と判定された場合に、前記波形歪み許容値を満足するダンピング抵抗値または配線の特性インピーダンス値の範囲を表示することが好ましい。
また、本発明の回路設計支援装置は、前記回路情報指定手段によって指定された出力手段、受信手段、配線の複数組み合わせ回路に対し波形歪み判定を実施し、前記複数の組み合わせ回路に対して、前記波形歪み許容値を満足するダンピング抵抗値または配線の特性インピーダンス値、またはそれらの範囲を求め、前記複数の組み合わせ回路に対し一覧表示することが好ましい。
The circuit design support apparatus of the present invention further includes an output unit, a receiving unit, and a circuit information specifying unit for arbitrarily specifying a wiring from the circuit information stored in the circuit information storing unit, The circuit information calculation means extracts the waveform distortion value for the output means, reception means, and wiring combination circuit specified by the circuit information specifying means, and the waveform distortion determination means determines whether the waveform distortion value is within the allowable waveform distortion value. It is preferable to determine whether or not. In addition, when it is determined NO based on the determination result of the waveform distortion determination means, it is preferable to display a damping resistance value or a characteristic impedance value range of the wiring that satisfies the waveform distortion allowable value.
Further, the circuit design support device of the present invention performs waveform distortion determination for a plurality of combination circuits of output means, reception means, and wiring designated by the circuit information designation means, and for the plurality of combination circuits, It is preferable to obtain a damping resistance value or wiring characteristic impedance value that satisfies the waveform distortion tolerance value, or a range thereof, and display the list for the plurality of combinational circuits.
更に本発明は、別の観点によれば、回路設計方法であり、出力手段の高レベル出力時のインピーダンスと、出力手段の低レベル出力時のインピーダンスを含む回路情報を蓄積する回路情報蓄積ステップと、前記蓄積された出力手段の高レベル出力時のインピーダンスと、出力手段の低レベル出力時のインピーダンスを含む回路情報を抽出し、出力手段が高レベル出力時の波形歪み値と、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値を算出する回路情報抽出ステップと、前記出力手段の出力を受信する受信手段が許容可能な波形歪み許容値を抽出する波形歪み許容値抽出ステップと、前記出力手段が高レベル出力時の波形歪み値及び、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値と、前記波形歪み許容値を比較して前記波形歪みが波形歪み許容値内か否か判定する波形歪み判定ステップとを有する。このステップに従って設計することで、出力手段が高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値が許容範囲内かどうかを設計時点で判定することができる。
また本発明は、上記回路設計方法により設計された回路である。したがって、出力手段が高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪みがない回路を得ることができる。
Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a circuit design method, a circuit information accumulation step for accumulating circuit information including impedance at the time of high level output of the output means and impedance at the time of low level output of the output means; The circuit information including the impedance at the time of high level output of the output means and the impedance at the time of low level output of the output means is extracted, the waveform distortion value when the output means is at high level output, and the output means is low A circuit information extracting step for calculating a waveform distortion value at the time of level output, a waveform distortion allowable value extracting step for extracting a waveform distortion allowable value acceptable by a receiving means for receiving the output of the output means, and the output means having a high level. Comparing the waveform distortion value at the time of level output and the waveform distortion value when the output means outputs a low level with the allowable waveform distortion value, whether or not the waveform distortion is within the allowable waveform distortion value And a waveform distortion determination step of determining. By designing in accordance with this step, it is possible to determine at the design time whether the waveform distortion value when the output means is at the high level output and at the low level output is within the allowable range.
Further, the present invention is a circuit designed by the above circuit design method. Therefore, it is possible to obtain a circuit having no waveform distortion when the output means outputs a high level and a low level.
本発明によれば、出力手段の高レベル出力時と低レベル出力時の出力インピーダンスを考慮した波形歪み値が許容値内か否かを判定し、更に、波形歪み値が許容値内になるようなダンピング抵抗値及び配線の特性インピーダンスを抽出することが可能となる。それにより、波形歪みによる回路の誤動作が発生しない回路設計が可能となる。また波形歪みによる回路の誤動作が発生しない回路を得ることができる。 According to the present invention, it is determined whether or not the waveform distortion value considering the output impedance at the time of high level output and low level output of the output means is within an allowable value, and further, the waveform distortion value is within the allowable value. It is possible to extract a damping resistance value and a characteristic impedance of the wiring. As a result, it is possible to design a circuit that does not cause malfunction of the circuit due to waveform distortion. Further, it is possible to obtain a circuit in which malfunction of the circuit due to waveform distortion does not occur.
以下、図面を用いて本発明の一実施形態をドライバの出力インピーダンスと、その配線の特性インピーダンスを設計対象とする回路設計支援装置及び設計方法について説明する。
図1は、本発明が設計対象とする回路を示し、プリント基板に搭載するドライバ側IC1の出力端子2を、ダンピング抵抗6とプリント基板に配線されたデジタル配線3を介してレシーバ側IC5の入力端子4に接続する回路を示す。図1に示す設計対象回路は、一例であり、本発明によって設計支援可能な回路はこの他に種々存在する。
Hereinafter, a circuit design support apparatus and a design method for designing an output impedance of a driver and a characteristic impedance of the wiring according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a circuit to be designed by the present invention. An
図2は、本実施形態による回路設計支援装置のシステム構成図を示し、本発明の回路設計支援装置は、回路情報蓄積手段11と波形歪み検査手段12とにより構成される。
回路情報蓄積手段11は、図4に示す回路情報を蓄積する。図4は、netAと、netBの回路情報の一部を示す。この実施形態は、ドライバの出力インピーダンスと、その配線の特性インピーダンスを設計対象とするので、回路情報としては、波形歪みを判定する配線ごとに配線の名称、ドライバの高レベル出力時の出力インピーダンスZH、ドライバの低レベル出力時の出力インピーダンスZL、配線を流れる信号の振幅電圧値Vcc、配線の特性インピーダンスZ0、配線に挿入されているダンピング抵抗値RDなどである。この他に、配線の構造情報などを入力し、蓄積してもよい。
FIG. 2 is a system configuration diagram of the circuit design support apparatus according to the present embodiment, and the circuit design support apparatus of the present invention includes a circuit
The circuit
配線の名称、振幅電圧値、特性インピーダンス、ダンピング抵抗値は、回路設計及び基板設計情報から取得する。ドライバの高レベル出力時及び低レベル出力時の出力インピーダンスは、ドライバの仕様書から取得する。例えば、図5に示す、ドライバのプルアップ時及びプルダウン時の電圧と電流の対応データを用いて、任意の電圧値とその電圧値に対応する電流値におけるドライバの高レベル出力時の出力インピーダンスZH及び低レベル出力時の出力インピーダンスZLを下記式(4)および式(5)によって、算出可能である。下記式(4)および式(5)は、高レベル/低レベルスレッシュホールド電圧値を適用して計算している。ここでは高レベル/低レベルスレッシュホールド電圧値が1[V]のときの値を用いて計算する。
なお、プルアップとは、ドライバの入力が電源電圧に接続している状態である。プルダウンとは、ドライバの入力がグランド(0[V])に接続している状態である。
The name of wiring, amplitude voltage value, characteristic impedance, and damping resistance value are acquired from circuit design and board design information. The output impedance at the time of high level output and low level output of the driver is obtained from the driver specifications. For example, using the corresponding data of the voltage and current at the time of pull-up and pull-down of the driver shown in FIG. And the output impedance ZL at the time of a low level output is computable by following formula (4) and Formula (5). Equations (4) and (5) below are calculated by applying a high level / low level threshold voltage value. Here, the calculation is performed using the value when the high level / low level threshold voltage value is 1 [V].
Note that the pull-up is a state where the input of the driver is connected to the power supply voltage. The pull-down is a state where the input of the driver is connected to the ground (0 [V]).
また、回路情報蓄積手段11に蓄積された回路情報を基に波形歪みを検査する波形歪み検査手段12は、回路情報算出手段13と波形歪み許容値抽出手段14と波形歪み判定手段15と表示手段16とにより構成される。上記回路情報算出手段13は、回路情報読出手段17および候補値設定手段18を備える。これらの外に、図示しないが、本発明の回路設計支援装置全体を制御するCPUからなる制御部を備える。この制御部は、波形歪み検査手段12の内部または本発明装置の外部に備えた不揮発メモリまたは一時メモリに制御プログラムを格納し、本発明装置の順次動作を制御する。
The waveform
上記回路情報算出手段13は、回路情報蓄積手段11から、回路情報読出手段17によって判定に必要とする回路情報を抽出し、波形歪み判定対象の配線の、ドライバが高レベル出力時の波形歪み値VH及び、ドライバが低レベル出力時の波形歪み値VLを算出する。(算出法は後述する)
次に、波形歪み許容値抽出手段14は、出力手段からの出力を受信する受信手段が許容可能な波形歪み許容値VPを抽出する。波形歪み許容値VPはレシーバの仕様に基づいて決定する。例えば、図6(a)は、netAとnetBについて、一つの配線につき、一つの波形歪み許容値がある場合を示す。図6(b)は、netAとnetBについて、高レベル出力時と低レベル出力時で別々の波形歪み許容値がある等、複数の許容値がある場合を示す。図6(c)は、波形と波形歪み許容値の関係を示す。図6(a)または(b)に示す許容値は、設計者が設計対象回路の条件に合わせて設定してもよく、またはレシーバの仕様書に基づいて決定してもよい。
The circuit
Next, the allowable waveform distortion
次に、波形歪み判定手段15は、回路情報算出手段13が抽出した回路情報および算出したドライバが高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値と、波形歪み許容値抽出手段14が抽出した波形歪み許容値から、波形歪み値が波形歪み許容値内か否かを判定する。また、波形歪み値が波形歪み許容値内でない場合、回路情報算出手段13に含まれる候補値設定手段18が新たな候補値を設定し、波形歪み値が波形歪み許容値内になる、ダンピング抵抗値及び配線の特性インピーダンスを算出する。
波形歪み値が波形歪み許容値内か否かが判定されると、表示手段16により、波形歪み判定手段15の判定結果をディスプレイなどの表示装置に表示する。例えば、「波形歪みの問題なし」または「波形歪みの問題あり」を表示する。
Next, the waveform
When it is determined whether or not the waveform distortion value is within the allowable waveform distortion value, the
以上が本発明の回路設計支援装置のシステム構成であり、次に、フローチャートを用いて波形歪み判定の動作を説明する。図7は、本実施形態による波形歪み判定の動作を表すフローチャートである。
まず、ステップ101では、回路情報算出手段13に含まれる回路情報読み出手段17により、回路情報蓄積手段11に蓄積されている回路情報から本発明に必要な回路情報を抽出する。必要な回路情報としては、図4に示したように、配線ごとに配線名称、ドライバの高レベル出力時の出力インピーダンスZH、ドライバの低レベル出力時の出力インピーダンスZL、配線を流れる信号の振幅電圧値Vcc、配線の特性インピーダンスZ0、配線に挿入されているダンピング抵抗値RDなどである。ステップ102で、抽出した回路情報を下記式(1)、(2)に代入し、ドライバが高レベル出力時の波形歪み値VH及びドライバが低レベル出力時の波形歪み値VLを算出する。
The above is the system configuration of the circuit design support apparatus of the present invention. Next, the operation of waveform distortion determination will be described using a flowchart. FIG. 7 is a flowchart showing the waveform distortion determination operation according to this embodiment.
First, in
ZLは、低レベル出力時のドライバの出力インピーダンス
RDは、ダンピング抵抗値
Z0は、配線の特性インピーダンス
Vccは、信号の振幅電圧値
ZL is the output impedance of the driver at low level output
RD is the damping resistance value
Z0 is the characteristic impedance of the wiring
Vcc is the amplitude voltage value of the signal
ここで、回路情報算出手段13において、抽出した回路情報から波形歪み値VH及びVLを算出する一例を図4に示す数値を適用して説明する。
例えば、図4の配線netAのドライバが高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値は式(1)及び式(2)にnetAの回路情報(ZH=20[Ω]、ZL=40[Ω]、Vcc=3.3[V]、Z0=60[Ω]、RD=40[Ω])を代入し算出すると、VHが0[V]、VLが約0.47[V]となる。
Here, an example of calculating the waveform distortion values VH and VL from the extracted circuit information in the circuit information calculation means 13 will be described by applying the numerical values shown in FIG.
For example, the waveform distortion value when the driver of the wiring netA in FIG. 4 outputs a high level and a low level outputs the circuit information of the netA (ZH = 20 [Ω], ZL = 40 [ Ω], Vcc = 3.3 [V], Z0 = 60 [Ω], RD = 40 [Ω]), and VH is 0 [V] and VL is about 0.47 [V] .
次に、ステップ103では、波形歪み許容値抽出手段14により波形歪み許容値VPを抽出する。
例えば、図6(a)の配線netAの波形歪み許容値VPは−0.3[V]〜0.3[V]である。
Next, in
For example, the allowable waveform distortion value VP of the wiring netA in FIG. 6A is −0.3 [V] to 0.3 [V].
次に、ステップ104において、波形歪み判定手段15により、波形歪み判定を行う。ステップ102で算出したドライバが高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値VH及びVLと、ステップ103で抽出した波形歪み許容値VPとを比較し、ドライバが高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値の両方が波形歪み許容値内か否かを判定する。波形歪み値が波形歪み許容値内と判定した場合、ステップ105に進む。波形歪み値が波形歪み許容値内にないと判定した場合、ステップ106に進む。
例えば、図4の配線netAのドライバが高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値VH(0[V])及びVL(約0.47[V])が、図6(a)の配線netAの波形歪み許容値VP(−0.3[V]〜0.3[V])内か否かを判定する場合は、VHはVP内であるが、VLがVP内でないため、波形歪み許容値内にないと判定される。
Next, in
For example, the waveform distortion values VH (0 [V]) and VL (about 0.47 [V]) when the driver of the wiring netA in FIG. 4 outputs a high level and a low level output the wirings in FIG. When determining whether or not the waveform distortion allowable value VP (−0.3 [V] to 0.3 [V]) of netA is within, since VH is within VP but VL is not within VP, waveform distortion It is determined that the value is not within the allowable value.
ステップ105では、判定対象配線は波形歪みが問題ない旨を表示手段16により表示し、終了する。
また、ステップ106では、判定対象配線は波形歪み値が波形歪み許容内になっていない旨の警告を表示手段16により表示する。
ステップ107では、候補値設定手段18により、新たな候補値を設定し、判定対象配線の波形歪み値が波形歪み許容値内になるダンピング抵抗値RD及び配線の特性インピーダンスZ0を抽出する。ダンピング抵抗値RD及び配線の特性インピーダンスZ0の抽出は、図8に示すRD、Z0抽出フローにより後述する。
ステップ108では、ステップ107で抽出したダンピング抵抗値RD及び配線の特性インピーダンスZ0を表示手段16により表示し、終了する。
以上が、図7のフローチャートにおける波形歪み判定の動作であり、これら一連の処理ステップにより、判定対象配線の波形歪み値が波形歪み許容値内か否かを確認することができる。このようにして、設計支援をすることができる。
In
In
In
In
The above is the waveform distortion determination operation in the flowchart of FIG. 7, and it is possible to confirm whether or not the waveform distortion value of the determination target wiring is within the allowable waveform distortion value by these series of processing steps. In this way, design support can be provided.
次に、RD,Z0算出フローの動作を説明する。図8は、本実施形態による波形歪み値が波形歪み許容値内になるダンピング抵抗値RD及び配線の特性インピーダンスZ0を抽出する動作を表すフローチャートである。
まず、ステップ111では、回路情報算出手段13を用いて、ダンピング抵抗値RDに対し、元の設計の値を変化させた新たな候補値で置換した場合の、波形歪み値VH及びVLを算出し、波形歪み値VH及びVLの両方が波形歪み許容値VP内になるダンピング抵抗値の範囲RD’を抽出する。このとき、ZH、ZL、Z0、Vccは固定値とする。
Next, the operation of the RD, Z0 calculation flow will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of extracting the damping resistance value RD and the characteristic impedance Z0 of the wiring that make the waveform distortion value within the allowable waveform distortion value according to this embodiment.
First, in
例えば、図4の配線netAにおいて、ダンピング抵抗値RDを変化させた場合のドライバが高レベル出力時及び低レベル出力時の波形歪み値VH及びVLは、式(1)、式(2)より、図9のようになる。この場合、波形歪み値VH及びVLの両方が図6(a)の配線netAの波形歪み値VP(−0.3[V]〜0.3[V])内になるダンピング抵抗値RD’は30[Ω]となる。
なお、この例ではダンピング抵抗値RD’は一つであるが、複数ある場合やない場合もある。また、ダンピング抵抗値を5[Ω]間隔で変化さえているが、より微小な間隔や、標準抵抗値(Eシリーズ)に準拠した値で変化させても構わない。
For example, in the wiring netA in FIG. 4, the waveform distortion values VH and VL when the driver changes the damping resistance value RD at the time of high level output and low level output are obtained from the equations (1) and (2). As shown in FIG. In this case, the damping resistance value RD ′ in which both the waveform distortion values VH and VL are within the waveform distortion value VP (−0.3 [V] to 0.3 [V]) of the wiring netA in FIG. 30 [Ω].
In this example, the damping resistance value RD ′ is one, but there may or may not be a plurality. Further, although the damping resistance value is even changed at intervals of 5 [Ω], it may be changed at a finer interval or a value based on the standard resistance value (E series).
次に、ステップ112では、ステップ111で抽出したダンピング抵抗値RD’があるかないかを判定し、ダンピング抵抗値RD’があると判定した場合、ステップ113に進み、ダンピング抵抗値RD’がないと判定した場合、ステップ114に進む。
ステップ113では、RD=RD’とし、ダンピング抵抗値RD及び配線の特性インピーダンスZ0を波形歪みが波形歪み許容内になる値として抽出し、終了する。
ステップ114では、配線の特性インピーダンスZ0を1段階大きな値Z0’とする。例えば、配線の特性インピーダンスが大きくなる条件は、配線幅を小さくする、配線と配線に対するグランドを離す等があり、基板の物理条件、設計条件に合わせてこれらの条件を最小単位で変更した場合の配線の特性インピーダンスをZ0’としてもよい。また、基板の物理条件及び設計条件等により、配線の特性インピーダンスを大きくすることができない場合は、波形歪みが波形歪み許容内になるダンピング抵抗値及び配線の特性インピーダンス値は抽出できないとし、終了しても構わない。
Next, in
In
In
ステップ115では、Z0’=Z0とし、ステップ111に戻る。
以上が、図8のフローチャートにおける、波形歪みが波形歪み許容値内になるダンピング抵抗値RD及び配線の特性インピーダンスZ0を抽出する動作であり、これら一連の処理ステップにより、判定対象配線の波形歪みが波形歪み許容内になるダンピング抵抗値RD及び配線の特性インピーダンスZ0を抽出することができる。
このようにして、設計された回路は、波形歪みのない回路であり、この回路に基づいて、プリント基板を製造することができる。
In
The above is the operation of extracting the damping resistance value RD and the characteristic impedance Z0 of the wiring in which the waveform distortion is within the allowable waveform distortion value in the flowchart of FIG. 8, and the waveform distortion of the determination target wiring is performed by these series of processing steps. It is possible to extract the damping resistance value RD and the characteristic impedance Z0 of the wiring that are within the waveform distortion tolerance.
Thus, the designed circuit is a circuit without waveform distortion, and a printed circuit board can be manufactured based on this circuit.
次に、本発明による回路設計支援装置の他のシステム構成例を図10に示す。図10に示すシステム構成例は、図2のシステム構成図に回路情報指定手段19を追加したものである。回路情報指定手段19は、例えばマウス、カーソル、ポインティングデバイスのような入力手段により構成される。また波形歪み判定手段15から候補値設定手段18へ指示するための制御線を加えている。その他の部分は図2と同じである。
この実施形態の回路設計支援装置は、設計者との対話により回路上のICまたは配線を指定することでよって、より具体的に設計支援を実現するものである。すなわち、回路情報蓄積手段11から回路情報読出手段17によって回路情報を読み出し、設計者が必要とする配線あるいはICを回路情報指定手段19により指定する。すると、この回路設計支援装置は、上記と同様に、出力手段が高レベル出力時の波形歪み値と、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値を回路情報算出手段13により算出する。そして出力手段が高レベル出力時の波形歪み値および出力手段が低レベル出力時の波形歪み値と、受信手段が許容可能な波形歪み許容値を波形歪み判定手段15によって比較して、前記波形歪み値が波形歪み許容値内か否か判定する。
Next, another system configuration example of the circuit design support apparatus according to the present invention is shown in FIG. The system configuration example shown in FIG. 10 is obtained by adding circuit
The circuit design support apparatus according to this embodiment realizes design support more specifically by designating an IC or wiring on a circuit through a dialog with a designer. That is, circuit information is read from the circuit information storage means 11 by the circuit information reading means 17 and the wiring or IC required by the designer is specified by the circuit
回路設計支援装置の上記動作は、例えば図11に示す回路設計支援画面20によって表示され、設計者との会話を実現する。図11に示す回路設計支援画面20は、表示画面の下方にある回路情報指定領域21に、回路情報蓄積手段11に含まれる回路情報を回路情報読出手段17が読み出し、表示手段16により表示する。
回路情報指定領域21は、ドライバIC指定領域23、配線指定領域24、レシーバ指定領域25を有する。ドライバIC指定領域23は、この設計対象回路に使用可能なドライバICを列挙し表示する。配線指定領域24は、例えば配線名を列挙し表示する。レシーバIC指定領域25は、この設計対象回路に使用可能なレシーバICを列挙し表示する。これ以外に回路設計に必要な情報を表示する領域を備えてもよい。
上記回路情報指定領域21に表示列挙された回路情報は、回路情報指定手段19により、設計者が選択指定することができる。例えば、ドライバ指定領域23では、回路情報蓄積手段11に含まれるドライバICのリファレンス番号およびピン番号が、IC1(2)、IC11(3)、IC12(6)のように表示されるとともに、リファレンス番号の左側に設計者が指定するためのチェックボックスを設けられ、このチェックボックスにマウス等の手段でチェックすることにより、選択指定することができる。ここで括弧内の数字はピン番号を表す。配線指定領域24、レシーバIC指定領域25でも同様に選択指定することができる。
The above-described operation of the circuit design support apparatus is displayed by, for example, the circuit
The circuit
The circuit information displayed and listed in the circuit
このようにして、チェックボックスで選択指定されたICおよび配線の組み合わせが、表示画面の上方に回路の構成図として表示される。同時に、選択されたICおよび配線の組み合わせについて、出力手段が高レベル出力時の波形歪み値と、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値を算出し、受信手段の波形歪み許容値と比較して、波形歪み許容値内か否か判定する。この判定結果は、表示領域22により表示される。
In this way, the combination of the IC and the wiring selected and designated by the check box is displayed as a circuit configuration diagram above the display screen. At the same time, for the selected combination of IC and wiring, the waveform distortion value when the output means outputs a high level and the waveform distortion value when the output means outputs a low level are calculated and compared with the allowable waveform distortion value of the reception means. Then, it is determined whether or not the waveform distortion is within the allowable value. This determination result is displayed in the
図11は、判定結果が「問題なし」を表示しているが、判定結果が不適と判定されたときは、候補値設定手段18によって新たに設定された候補値を対策範囲表示領域26により、適切なダンピング抵抗として表示する。または対策範囲表示領域26に表示するダンピング抵抗値は、最小値(Min),最大値(Max)、標準値(Typ)のように、適用可能範囲および標準値や推奨値を表示する。
また、選択されたICおよび配線の組み合わせに対し判定結果が適正と判定されたときにも、候補値設定手段18によって設定可能な候補値を対策範囲表示領域26に適切なダンピング抵抗の抵抗値および最大値、最小値のように設計範囲を表示してもかまわない。これにより、適正と判定された回路と、適切な抵抗範囲を比較することができる。
図11に示した回路設計支援画面は、一例であり、1つの画面に全部表示してもよいし、2つ以上の画面に分割表示してもよい。また図11に示す以外の情報を表示してもよい。
FIG. 11 shows that the determination result is “no problem”, but when the determination result is determined to be inappropriate, the candidate value newly set by the candidate value setting means 18 is displayed on the countermeasure
Further, even when it is determined that the determination result is appropriate for the selected combination of IC and wiring, the candidate value that can be set by the candidate value setting means 18 is displayed in the countermeasure
The circuit design support screen shown in FIG. 11 is an example, and may be displayed entirely on one screen, or may be divided and displayed on two or more screens. Information other than that shown in FIG. 11 may be displayed.
更に、本発明の他の実施形態では、回路情報指定領域21により複数の配線を指定して判定することもできる。この場合は、回路的な接続情報から指定されたICおよび配線の組み合わせを複数抽出して、上記と同様の判定を実施する。そして、リスト形式などで、対応する配線、ICのリファレンス番号と、判定結果、適切な対策範囲を表示する、例えば図12に示すように判定結果および対策範囲一覧表示画面27により一覧表示するとよい。
図12は、netAとnetBについて、ドライバICとレシーバICが指定され、その判定結果が表示されるとともに、「問題あり」の配線netAについて、最大および最小ダンピング抵抗値と、標準ダンピング抵抗値を表示している。勿論、「問題なし」の配線netBについても、最大および最小ダンピング抵抗値と、標準ダンピング抵抗値を表示してもかまわない。
Furthermore, in another embodiment of the present invention, determination can be made by specifying a plurality of wirings in the circuit
In FIG. 12, the driver IC and the receiver IC are specified for netA and netB, the determination results are displayed, and the maximum and minimum damping resistance values and the standard damping resistance value are displayed for the “net problem” wiring netA. is doing. Of course, the maximum and minimum damping resistance values and the standard damping resistance value may be displayed for the “net no problem” wiring netB.
また、実施形態においては、波形歪み判定手段が否と判定した場合に、ダンピング抵抗値Rdの値を逐次的に変更することで波形歪の許容範囲内のRd値を求める方法について述べたが、下記の式(3)を用いて候補値設定手段18によってRdの値を設定してもよい。
1 ドライバ側IC
2 出力端子
3 デジタル配線
4 入力端子
5 レシーバ側IC
6 ダンピング抵抗
11 回路情報蓄積手段
12 波形歪み検査手段
13 回路情報算出手段
14 波形歪み許容値抽出手段
15 波形歪み判定手段
16 表示手段
17 回路情報読出手段
18 候補値設定手段
19 回路情報指定手段
20 回路設計支援表示画面
21 回路情報指定領域
22 判定結果表示領域
23 ドライバIC指定領域
24 配線指定領域
25 レシーバIC指定領域
26 対策範囲表示領域
27 判定結果および対策範囲一覧表示画面
1 Driver side IC
2
6 Damping
Claims (11)
前記回路情報蓄積手段から前記出力手段の高レベル出力時のインピーダンスと、出力手段の低レベル出力時のインピーダンスを含む回路情報を抽出し、出力手段が高レベル出力時の波形歪み値と、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値を算出する回路情報算出手段と、
前記出力手段の出力を受信する受信手段が許容可能な波形歪み許容値を抽出する波形歪み許容値抽出手段と、
前記出力手段が高レベル出力時の波形歪み値及び出力手段が低レベル出力時の波形歪み値と、前記波形歪み許容値を比較して、前記波形歪み値が波形歪み許容値内か否かを判定する波形歪み判定手段と
を備えることを特徴とする回路設計支援装置。 Circuit information accumulating means for inputting and accumulating circuit information including structure information of wiring, impedance at the time of high level output of the output means, impedance at the time of low level output of the output means,
Extracting circuit information including the impedance at the time of high level output of the output means and the impedance at the time of low level output of the output means from the circuit information storage means, the waveform distortion value when the output means is high level output, and the output means Circuit information calculation means for calculating a waveform distortion value at the time of low level output,
A waveform distortion allowable value extracting means for extracting a waveform distortion allowable value acceptable by the receiving means for receiving the output of the output means;
The waveform distortion value when the output means outputs a high level and the waveform distortion value when the output means outputs a low level are compared with the allowable waveform distortion value to determine whether the waveform distortion value is within the allowable waveform distortion value. A circuit design support apparatus comprising waveform distortion determination means for determining.
ZLは、低レベル出力時の出力手段の出力インピーダンス
RDは、ダンピング抵抗値
Z0は、配線の特性インピーダンス
Vccは、信号の振幅電圧値 The circuit information calculation means calculates the waveform distortion value VH when the output means is a high level output and the waveform distortion value VL when the output means is a low level output by the following equations (1) and (2). The circuit design support apparatus according to claim 1.
ZL is the output impedance of the output means at low level output
RD is the damping resistance value
Z0 is the characteristic impedance of the wiring
Vcc is the amplitude voltage value of the signal
前記蓄積された出力手段の高レベル出力時のインピーダンスと、出力手段の低レベル出力時のインピーダンスを含む回路情報を抽出し、出力手段が高レベル出力時の波形歪み値と、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値を算出する回路情報抽出ステップと、
前記出力手段の出力を受信する受信手段が許容可能な波形歪み許容値を抽出する波形歪み許容値抽出ステップと、
前記出力手段が高レベル出力時の波形歪み値及び、出力手段が低レベル出力時の波形歪み値と、前記波形歪み許容値を比較して前記波形歪み値が前記波形歪み許容値内か否か判定する波形歪み判定ステップと
を有することを特徴とする回路設計方法。 A circuit information accumulation step for inputting and accumulating circuit information including structure information of wiring, impedance at the time of high level output of the output means, impedance at the time of low level output of the output means,
The circuit information including the impedance at the time of high level output of the output means and the impedance at the time of low level output of the output means is extracted, the waveform distortion value when the output means is high level output, and the output means is low level A circuit information extraction step for calculating a waveform distortion value at the time of output;
A waveform distortion tolerance extraction step for extracting a waveform distortion tolerance that is acceptable by the reception means that receives the output of the output means;
Comparing the waveform distortion value when the output means outputs a high level and the waveform distortion value when the output means outputs a low level with the allowable waveform distortion value, whether the waveform distortion value is within the allowable waveform distortion value A circuit design method comprising: a waveform distortion determination step for determining.
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