JP2017010267A - Program, circuit model generation method, simulation apparatus, and simulation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プログラム、回路モデル作成方法、シミュレーション装置及びシミュレーション方法に関する。 The present invention relates to a program, a circuit model creation method, a simulation apparatus, and a simulation method.
近年、PCB(Printed Circuit Board)に搭載される複数のLSI(Large Scale Integrated circuit)間のインタフェース信号の高速化や低電圧化によって、各種のマージン量が低下してきている。これによって、SSO(Simultaneous Switching Output)ノイズなどの電源ノイズが発生してLSI間の伝送信号に混入すると、伝送信号の波形品質劣化による論理レベルの反転や、遅延変動によるタイミングマージン不足を引き起こす可能性が高まっている。したがって、電源ノイズの影響を設計段階で解析し、適切な対策を施すことが望ましい。 In recent years, various margin amounts have been reduced due to the increase in the speed and the voltage of interface signals between a plurality of LSIs (Large Scale Integrated circuits) mounted on a PCB (Printed Circuit Board). As a result, when power supply noise such as SSO (Simultaneous Switching Output) noise is generated and mixed in a transmission signal between LSIs, there is a possibility of inversion of the logic level due to the waveform quality deterioration of the transmission signal and insufficient timing margin due to delay variation. Is growing. Therefore, it is desirable to analyze the influence of power supply noise at the design stage and take appropriate measures.
ところで、設計段階の解析の際、LSIのI/O(Input / Output)回路をトランジスタレベルのネットリストを用いて正確にモデル化することが考えられるが、ネットリストは製造プロセスなどに関する詳細情報を含む。そのため、チップベンダからセットメーカへの提供が難しい。 By the way, when analyzing at the design stage, it may be possible to accurately model LSI I / O (Input / Output) circuits using a transistor-level netlist. Including. For this reason, it is difficult to provide chip vendors to set makers.
そこで、このような詳細情報をブラックボックス化し、電流−電圧特性に基づきI/O回路をモデル化した、IBIS(I/O Buffer Information Specification)モデルが知られている。IBISのバージョン5.0からは、外部電圧に基づくI/O回路内の駆動電流のモデル(コンポジットカレント(Composite current))やファイナルバッファ(I/O回路の出力端子に接続されるバッファ)の駆動電流を補正するためのモデルが含まれるようになっている。 Thus, an IBIS (I / O Buffer Information Specification) model is known in which such detailed information is converted into a black box and an I / O circuit is modeled based on current-voltage characteristics. From IBIS version 5.0, driving current models (composite current) and final buffers (buffers connected to output terminals of I / O circuits) based on external voltages are driven. A model for correcting the current is included.
しかしながら、IBISのコンポジットカレントで表現されるI/O回路の駆動電流値は、一定電圧下で取得した値であるため、SSOノイズなどの電源ノイズを考慮した値にはなっていない。したがって、電源ノイズが大きくなり電源電圧の変動量が大きくなるほど、モデル化された駆動電流と、実際の駆動電流(またはネットリストを用いて算出される駆動電流)との誤差が大きくなる。電源ノイズは、駆動電流の影響を受けるため、駆動電流の誤差が大きくなると、電源ノイズ量の見積もり精度が悪化する。 However, the drive current value of the I / O circuit expressed by the composite current of IBIS is a value acquired under a constant voltage, and is not a value that takes into account power supply noise such as SSO noise. Therefore, the error between the modeled drive current and the actual drive current (or the drive current calculated using the netlist) increases as the power supply noise increases and the fluctuation amount of the power supply voltage increases. Since the power supply noise is affected by the drive current, when the drive current error increases, the accuracy of estimating the power supply noise amount deteriorates.
以上のように、従来のIBISを用いた解析手法では、電源ノイズの解析精度がよくないという問題がある。 As described above, the analysis method using the conventional IBIS has a problem that the analysis accuracy of the power supply noise is not good.
発明の一観点によれば、解析対象回路の入出力部をIBISで表現したモデル情報を含む、前記解析対象回路の回路情報を取得し、前記モデル情報に含まれる、複数の電源電圧値に対応した前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を取得し、前記回路情報に基づく電源ノイズ解析時の各時間における前記駆動電流の値を、前記各時間における電源電圧値と前記駆動電流情報とに基づき決定し、決定した前記値を用いて前記電源ノイズ解析を行う、処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。 According to one aspect of the invention, circuit information of the analysis target circuit including model information expressing the input / output unit of the analysis target circuit in IBIS is acquired, and a plurality of power supply voltage values included in the model information are supported. The drive current information indicating the time change of the drive current of the input / output unit is acquired, and the value of the drive current at each time at the time of power supply noise analysis based on the circuit information is the power supply voltage value at each time and the drive There is provided a program for causing a computer to execute a process for determining based on current information and performing the power supply noise analysis using the determined value.
また、発明の一観点によれば、プロセッサが、回路の入出力部をネットリストで表現した第1のモデル情報を取得し、前記プロセッサが、前記第1のモデル情報に基づき、前記入出力部に供給される電源電圧を変化させたときの、前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を生成し、前記プロセッサが、前記駆動電流情報を、前記入出力部をIBISで表現した第2のモデル情報に追加する、回路モデル作成方法が提供される。 According to another aspect of the invention, a processor acquires first model information in which an input / output unit of a circuit is represented by a netlist, and the processor inputs the input / output unit based on the first model information. Drive current information indicating a temporal change in the drive current of the input / output unit when the power supply voltage supplied to the input / output unit is changed, and the processor expresses the drive current information in IBIS. A circuit model creation method for adding to the second model information is provided.
また、発明の一観点によれば、解析対象回路の入出力部をIBISで表現したモデル情報を含む、前記解析対象回路の回路情報を取得する回路情報取得部と、前記モデル情報に含まれる、複数の電源電圧値に対応した前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を取得する駆動電流情報取得部と、前記回路情報に基づく電源ノイズ解析時の各時間における前記駆動電流の値を、前記各時間における電源電圧値と前記駆動電流情報とに基づき決定し、決定した前記値を用いて前記電源ノイズ解析を行う電源ノイズ解析部と、を有するシミュレーション装置が提供される。 Further, according to one aspect of the invention, the model information includes a circuit information acquisition unit that acquires circuit information of the analysis target circuit, including model information in which an input / output unit of the analysis target circuit is expressed in IBIS. A drive current information acquisition unit for acquiring drive current information indicating a time change of the drive current of the input / output unit corresponding to a plurality of power supply voltage values; and the drive current at each time during power supply noise analysis based on the circuit information A simulation apparatus is provided that includes a power supply noise analysis unit that determines a value based on the power supply voltage value at each time and the drive current information and performs the power supply noise analysis using the determined value.
また、発明の一観点によれば、プロセッサが、解析対象回路の入出力部をIBISで表現したモデル情報を含む、前記解析対象回路の回路情報を取得し、前記プロセッサが、前記モデル情報に含まれる、複数の電源電圧値に対応した前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を取得し、前記プロセッサが、前記回路情報に基づく電源ノイズ解析時の各時間における前記駆動電流の値を、前記各時間における電源電圧値と前記駆動電流情報とに基づき決定し、決定した前記値を用いて前記電源ノイズ解析を行う、シミュレーション方法が提供される。 According to another aspect of the invention, the processor acquires circuit information of the circuit to be analyzed including model information in which an input / output unit of the circuit to be analyzed is expressed in IBIS, and the processor includes the model information. Drive current information indicating a time change of the drive current of the input / output unit corresponding to a plurality of power supply voltage values is acquired, and the processor determines the drive current at each time during power supply noise analysis based on the circuit information. A simulation method is provided in which a value is determined based on the power supply voltage value at each time and the drive current information, and the power supply noise analysis is performed using the determined value.
開示のプログラム、回路モデル作成方法、シミュレーション装置及びシミュレーション方法によれば、電源ノイズの解析精度を向上できる。 According to the disclosed program, circuit model creation method, simulation apparatus, and simulation method, the power supply noise analysis accuracy can be improved.
(第1の実施の形態)
以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、第1の実施の形態のシミュレーション方法及びシミュレーション装置の一例を示す図である。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a simulation method and a simulation apparatus according to the first embodiment.
また、図2は、第1の実施の形態のシミュレーション装置の一例の機能ブロック図である。
シミュレーション装置1は、たとえば、コンピュータであり、プロセッサ2と記憶部3を有している。
FIG. 2 is a functional block diagram of an example of the simulation apparatus according to the first embodiment.
The
プロセッサ2は、記憶部3に記憶されているデータ及びプログラムに基づき、図2に示すような、回路情報取得部2a、駆動電流情報取得部2b、電源ノイズ解析部2cの機能を実現する。なお、図2では図示を省略しているが、プロセッサ2は、後述するIBISモデル情報10aを作成する機能を有していてもよい。
The
記憶部3は、プロセッサ2が実行するプログラムや、解析対象回路の回路情報10などの各種データを記憶する。
回路情報10は、解析対象回路の入出力部をIBISで表現しているIBISモデル情報10aを含む。IBISモデル情報10aは、たとえば、IBISのバージョン5.0(以下IBIS5.0と略す)でモデル化されたLSIの入出力部(I/O回路)の情報を含む(図5参照)。また、本実施の形態のシミュレーション方法及びシミュレーション装置1では、IBISモデル情報10aには、複数の電源電圧値に対応したI/O回路11の駆動電流Idrの時間変化を示す駆動電流情報12が含まれている。
The
The
図1に示す駆動電流情報12の一例では、I/O回路11のバッファ11aに印加される電源電圧VDEが複数の値をとるときの、I/O回路11の駆動電流Idrの値の時間変化が示されている。
In the example of the drive
なお、図1の駆動電流情報12の例では、I/O回路11への入力信号の論理レベルが、L(Low)レベルから、H(High)レベルに立ち上がるときの駆動電流Idrの時間変化が示されている。図示が省略されているが、入力信号の論理レベルが、HレベルからLレベルに立ち下がるときの駆動電流Idrの時間変化についても同様に駆動電流情報12に含まれている。
In the example of the drive
なお、駆動電流の時間変化は、電源電圧VDEの値ごとではなく、基準となる電源電圧VDEの値からのシフト量ごとに与えられてもよいし、数式で表されていてもよい。これらの例については後述する。 The time change of the drive current may be given not for each value of the power supply voltage VDE but for each shift amount from the value of the reference power supply voltage VDE, or may be expressed by an equation. These examples will be described later.
以下、上記のようなシミュレーション装置1を用いたシミュレーション方法の一例を、図1、図2を用いて説明する。
回路情報取得部2aは、IBISモデル情報10aを含む解析対象回路の回路情報10を、たとえば、記憶部3から取得する(ステップS1)。
Hereinafter, an example of a simulation method using the
The circuit
駆動電流情報取得部2bは、IBISモデル情報10aに含まれる駆動電流情報12を取得する(ステップS2)。
そして電源ノイズ解析部2cは、回路情報10に基づき電源ノイズ解析を行う(ステップS3)。電源ノイズ解析部2cは、電源ノイズ解析時の各時間における駆動電流Idrの値を、各時間における電源電圧VDEの値と、駆動電流情報12とに基づき決定し、決定した値を用いて電源ノイズ解析を行う。
The drive current
Then, the power supply
図1の囲みの下側には、電源ノイズ解析時における駆動電流値の決定例が示されている。
なお、図1では、解析時間の刻み幅と駆動電流情報12における時間の刻み幅が、両方とも10psで等しい場合を示している。ただし、駆動電流情報12における時間は、バッファ11aの入力信号の立ち上がりタイミングを0[ps]としたものであり、図1の例では、解析時間とは20psずれている。
An example of determining the drive current value at the time of power supply noise analysis is shown below the box in FIG.
FIG. 1 shows a case where the step size of the analysis time and the time step size in the drive
図1において、駆動電流Idrを示す複数の波形は、駆動電流情報12に示されている各電源電圧の一部の値に対応した駆動電流Idrの時間変化の様子を示している。
入力信号の立ち上がりタイミングより前の駆動電流Idrの情報は、駆動電流情報12には含まれていない。そのため、この時間では、たとえば、DC(Direct Current)動作点解析などで得られた値、または、駆動電流情報12の時間=0[ps]のときの駆動電流値(図1の例では0[mA])が用いられる。
In FIG. 1, a plurality of waveforms indicating the drive current Idr indicate how the drive current Idr changes with time corresponding to some values of the power supply voltages indicated in the drive
Information of the drive current Idr before the rising timing of the input signal is not included in the drive
入力信号の立ち上がりタイミング後では、電源電圧VDEの値と駆動電流情報12とに基づき駆動電流Idrの値が決定される。
たとえば、解析時間が30[ps](駆動電流情報12での時間は10[ps])での駆動電流Idrの値は、1つ前の解析時間である20[ps]での電源電圧VDEに基づき決まる。20[ps]での電源電圧VDEは、1.50[V]であり、その電源電圧値に対応した、駆動電流情報12の時間10[ps]での駆動電流Idrの値は、3[mA]となる。
After the rising timing of the input signal, the value of the drive current Idr is determined based on the value of the power supply voltage VDE and the drive
For example, the value of the drive current Idr when the analysis time is 30 [ps] (the time in the drive
また、解析時間が40[ps](駆動電流情報12での時間は20[ps])での駆動電流Idrの値は、1つ前の解析時間である30[ps]での電源電圧VDEに基づき決まる。30[ps]での電源電圧VDEは、1.50[V]であり、その電源電圧値に対応した、駆動電流情報12の時間20[ps]での駆動電流Idrの値は、10[mA]となる。
The value of the drive current Idr when the analysis time is 40 [ps] (the time in the drive
解析時間が50[ps](駆動電流情報12での時間は30[ps])での駆動電流Idrの値は、1つ前の解析時間である40[ps]での電源電圧VDEに基づき決まる。40[ps]での電源電圧VDEは、1.46[V]に下がっている。この電源電圧値に対応した、駆動電流情報12の時間30[ps]での駆動電流Idrの値は、14[mA]となる。
The value of the drive current Idr when the analysis time is 50 [ps] (the time in the drive
以降の解析時間60,70[ps]でも同様の処理が行われ、駆動電流Idrの値が決定されていく。
なお、電源ノイズ解析部2cが、駆動電流Idrの値を決定する際には、1つ前の解析時間での電源電圧VDEの値ではなく、1つ前の解析時間と現在の解析時間との間の時間における電源電圧VDEの平均値に基づき決定するようにしてもよい。また、電源ノイズ解析部2cは、電源電圧VDEの値が、駆動電流情報12に挙げられている値と一致しない場合には、最も近い値のものを選択する。
Similar processing is performed at
When the power supply
このようなシミュレーション方法では、IBISモデル情報10aに含めた複数の電源電圧VDEの値に対応した駆動電流Idrの時間変化を示す駆動電流情報12から、電源ノイズ解析の各時間の電源電圧VDEに対応する駆動電流Idrの値が特定される。これにより、駆動電流の電源電圧依存が解析結果に反映され、電源ノイズの解析精度が向上する。
In such a simulation method, it corresponds to the power supply voltage VDE at each time of the power supply noise analysis from the drive
(第2の実施の形態)
以下、第2の実施の形態のシミュレーション方法及びシミュレーション装置の一例を示す。
(Second Embodiment)
Hereinafter, an example of the simulation method and the simulation apparatus according to the second embodiment will be described.
図3は、第2の実施の形態のシミュレーション装置の一例を示す図である。
シミュレーション装置は、たとえば、コンピュータ20であり、プロセッサ21によって装置全体が制御されている。プロセッサ21には、バス29を介してRAM(Random Access Memory)22と複数の周辺機器が接続されている。プロセッサ21は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ21は、たとえばCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはPLD(Programmable Logic Device)である。またプロセッサ21は、CPU、MPU、DSP、ASIC、PLDのうちの2以上の要素の組み合わせであってもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the simulation apparatus according to the second embodiment.
The simulation apparatus is, for example, a
RAM22は、コンピュータ20の主記憶装置として使用される。RAM22には、プロセッサ21に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM22には、プロセッサ21による処理に必要な各種データが格納される。
The
バス29に接続されている周辺機器としては、HDD(Hard Disk Drive)23、グラフィック処理装置24、入力インタフェース25、光学ドライブ装置26、機器接続インタフェース27及びネットワークインタフェース28がある。
Peripheral devices connected to the
HDD23は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込み及び読み出しを行う。HDD23は、コンピュータ20の補助記憶装置として使用される。HDD23には、OSのプログラム、アプリケーションプログラム、及び各種データが格納される。なお、補助記憶装置としては、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を使用することもできる。なお、HDD23に代えて、SSD(Solid State Drive)などの種々の記憶装置を用いてもよい。
The
グラフィック処理装置24には、モニタ24aが接続されている。グラフィック処理装置24は、プロセッサ21からの命令にしたがって、画像をモニタ24aの画面に表示させる。モニタ24aとしては、CRT(Cathode Ray Tube)を用いた表示装置や液晶表示装置などがある。
A monitor 24 a is connected to the
入力インタフェース25には、キーボード25aとマウス25bとが接続されている。入力インタフェース25は、キーボード25aやマウス25bから送られてくる信号をプロセッサ21に送信する。なお、マウス25bは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。
A keyboard 25 a and a mouse 25 b are connected to the
光学ドライブ装置26は、レーザ光などを利用して、光ディスク26aに記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク26aは、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク26aには、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)などがある。
The
機器接続インタフェース27は、コンピュータ20に周辺機器を接続するための通信インタフェースである。たとえば機器接続インタフェース27には、メモリ装置27aやメモリリーダライタ27bを接続することができる。メモリ装置27aは、機器接続インタフェース27との通信機能を搭載した記録媒体である。メモリリーダライタ27bは、メモリカード27cへのデータの書き込み、またはメモリカード27cからのデータの読み出しを行う装置である。メモリカード27cは、カード型の記録媒体である。
The
ネットワークインタフェース28は、ネットワーク28aに接続されている。ネットワークインタフェース28は、ネットワーク28aを介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
The
以上のようなハードウェア構成によって、第2の実施の形態の処理機能を実現することができる。なお、図1に示した第1の実施の形態のシミュレーション装置1も、図3に示したコンピュータ20と同様のハードウェアにより実現することができる。
With the hardware configuration described above, the processing functions of the second embodiment can be realized. The
コンピュータ20は、たとえばコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、第2の実施の形態の処理機能を実現する。コンピュータ20に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。たとえば、コンピュータ20に実行させるプログラムをHDD23に格納しておくことができる。プロセッサ21は、HDD23内のプログラムの少なくとも一部をRAM22にロードし、プログラムを実行する。またコンピュータ20に実行させるプログラムを、光ディスク26a、メモリ装置27a、メモリカード27cなどの可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、たとえばプロセッサ21からの制御により、HDD23にインストールされた後、実行可能となる。またプロセッサ21が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。
The
(シミュレーション方法の一例)
以下では、IBIS5.0のモデル(以下単にIBISモデルと呼ぶ)を適用したシミュレーション方法について説明する。
(Example of simulation method)
Hereinafter, a simulation method using an IBIS 5.0 model (hereinafter simply referred to as an IBIS model) will be described.
図4は、LSIのI/O回路の一例を示す図である。
図4では、I/O回路30の出力端子31に接続されるバッファであるファイナルバッファ32と、ファイナルバッファ32よりも前段部分にあるバッファ部であるプレバッファ33が示されている。さらに、2つのダイオード34a,34bが示されている。ダイオード34aのカソードは電源電圧VDEを供給する電源に接続されており、アノードは出力端子31及びダイオード34bのカソードに接続されている。ダイオード34bのアノードは接地されている。なお、プレバッファ33は複数存在する場合もある。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an I / O circuit of an LSI.
In FIG. 4, a
I/O回路30への入力信号は、プレバッファ33を介してファイナルバッファ32に伝搬し、出力端子31から出力される。また、ファイナルバッファ32とプレバッファ33には、電源電圧VDEが供給される。
An input signal to the I /
IBISモデルは、I/O回路30のファイナルバッファ32などをモデル化したものである。
図5は、IBISモデルの一例を示す図である。
The IBIS model is a model of the
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the IBIS model.
IBISモデル40は、複数の要素41a,41b,42,43a,43b,44a,44b,45,46,47,48を有する。
図4に示したファイナルバッファ32は、要素41a,41b,42を用いてモデル化されている。
The
The
要素41aは、“Pull up”と呼ばれる。要素41aは、図4に示したI/O回路30内の出力端子31に接続されるファイナルバッファ32に含まれる、電源に接続される図示しないトランジスタ(以下H側のトランジスタという)の電流電圧特性をテーブル化したデータである。さらに、要素41aは、ファイナルバッファ32から出力される信号の立ち上がり特性のデータを含む。
要素41bは、“Pull down”と呼ばれる。要素41bは、図4に示したファイナルバッファ32に含まれる、接地された図示しないトランジスタ(以下L側のトランジスタという)の電流電圧特性をテーブル化したデータである。さらに、要素41bは、ファイナルバッファ32から出力される信号の立ち下がり特性のデータを含む。
要素43a,43bは、“Pwr clamp”及び“Gnd clamp”と呼ばれる。要素43a,43bは、図4に示したダイオード34a,34bの電流電圧特性をテーブル化したデータである。
要素44aは、“ISSO PU”と呼ばれる。要素44aは、ファイナルバッファ32に含まれるH側のトランジスタにおける実効電流についての電流電圧特性をテーブル化したデータである。
要素44bは、“ISSO PD”と呼ばれる。要素44bは、ファイナルバッファ32に含まれるL側のトランジスタにおける実効電流についての電流電圧特性をテーブル化したデータである。
要素45は、“Composite current”と呼ばれる。要素45は、I/O回路30全体の駆動電流の電流−時間特性をテーブル化したデータである。
要素46〜48は、それぞれ、“Pwr Pin”、“Gnd Pin”、“Sig Pin”と呼ばれ、電源端子、グランド端子、出力端子を意味する。
IBIS5.0で規定されている、電流−時間特性(以下I−T特性と表記する)をテーブル化したデータの例(I−Tテーブル)を以下に示す。
図6は、IBIS5.0によるI−Tテーブルの一例を示す図である。
An example of data (IT table) in which current-time characteristics (hereinafter referred to as IT characteristics) defined in IBIS 5.0 are tabulated is shown below.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an IT table according to IBIS5.0.
図6のI−Tテーブル50の例では、電源電圧VDEが一定電圧のもとで、10[ps]ごとの駆動電流のI−T特性がテーブル化されている。なお、図6は、I/O回路30の入力信号の立ち上がり時の駆動電流の様子を示すものであるが、入力信号の立ち下り時の駆動電流の値についても同様にテーブル化される。また、IBIS5.0の駆動電流のI−T特性は、立ち上がり時間などがそれぞれ異なる“typ”、“min”、“max”の3種類あるが、図6では1つを図示するにとどめている。
In the example of the IT table 50 in FIG. 6, the IT characteristics of the drive current every 10 [ps] are tabulated with the power supply voltage VDE being a constant voltage. FIG. 6 shows the state of the drive current when the input signal of the I /
図6に示したような駆動電流の値は、電源電圧VDEが一定電圧下で取得した値であるため、SSOなどの電源ノイズを考慮した値となっていない。したがって、電源ノイズが大きくなり電源電圧の変動量が大きくなるほど、IBISで与えられる駆動電流と、実際の駆動電流(またはネットリストを用いて算出される駆動電流)との誤差が大きくなる。また、電源ノイズ量自体も、駆動電流の影響を受けるため、駆動電流の誤差が大きくなると、電源ノイズ量の見積もり精度が悪化する。 The value of the drive current as shown in FIG. 6 is a value obtained by taking the power supply noise such as SSO into consideration because the power supply voltage VDE is a value acquired under a certain voltage. Therefore, as the power supply noise increases and the fluctuation amount of the power supply voltage increases, the error between the drive current given by IBIS and the actual drive current (or the drive current calculated using the netlist) increases. In addition, since the power supply noise amount itself is also affected by the drive current, if the drive current error increases, the estimation accuracy of the power supply noise amount deteriorates.
そこで、本実施の形態のシミュレーション方法では、複数の電源電圧値に対応したI/O回路30の駆動電流のI−T特性を用いる。
複数の電源電圧値に対応したI/O回路30の駆動電流のI−T特性の情報(駆動電流情報)は、たとえば、以下の方法で作成され、IBISモデルに追加される。以下この方法を回路モデル作成方法と呼ぶ。
Therefore, in the simulation method of the present embodiment, the IT characteristic of the drive current of the I /
Information on the IT characteristics of the drive current of the I /
(回路モデルの作成方法)
図7は、回路モデルの作成方法の一例の流れを示すフローチャートである。
以下に示す各ステップの処理は、電源ノイズ解析を行うコンピュータ20によって行われるものとして説明するが、他のコンピュータが実行するものであってもよい。
(Circuit model creation method)
FIG. 7 is a flowchart illustrating an exemplary flow of a circuit model creation method.
The processing of each step shown below is described as being performed by the
コンピュータ20において、プロセッサ21は、HDD23に格納されたプログラムを読み出してRAM22上に展開して、たとえば、図7に示すような各ステップの処理を実行する。
In the
まず、プロセッサ21は、たとえば、HDD23に格納された回路モデル情報を取得する(ステップS10)。
図8は、回路モデル情報で表される回路モデルの一例を示す図である。
First, the
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a circuit model represented by circuit model information.
回路モデル51は、トランジスタレベルのネットリストでモデル化されているI/O回路52と、I/O回路52に入力信号を供給する入力信号源53、I/O回路52に電源電圧VDEを供給する電圧源54、負荷抵抗55を有する。また、電圧源54は、電源電圧VDEの値を変える機能をもつ。
The circuit model 51 includes an I /
次に、プロセッサ21は、電源電圧VDEの上限(Max)と下限(Min)を取得する(ステップS11)。
ステップS11の処理では、プロセッサ21は、たとえば、ユーザにより入力される、もしくは予め設定されている電源電圧VDEの上限と下限を取得する。たとえば、1.5[V]を基準電圧とした場合には、Max=2.0[V]、Min=1.0Vなどとする。
Next, the
In the process of step S11, the
そして、プロセッサ21は、まず変数i=0とし(ステップS12)、図8に示したような回路モデル51を用いて、VDE=Max−ΔV×iのときの駆動電流IdrのI−T特性を計算する(ステップS13)。ΔVは、電圧源54が電源電圧VDEを変化させるときの刻み幅である。たとえば、ΔV=0.02Vなどとする。
The
なお、プロセッサ21が、回路モデル51を用いて、駆動電流のI−T特性を計算するときの入力信号、負荷抵抗55、電源電圧VDEの値は、IBISモデルを用いて波形を取得する際(後述の電源ノイズ解析時)と同じものとする。たとえば、電源電圧VDEは、SSOノイズにより変動し得る範囲の値が用いられる。
When the
次に、プロセッサ21は、i=i+1とし(ステップS14)、その後、VDE=Minとなったか否かを判定する(ステップS15)。VDE=Minではないときには、ステップS13からの処理が繰り返される。
Next, the
以上の処理により、複数の電源電圧VDEの値に対応した駆動電流のI−T特性が得られる。
図9は、入力信号の立ち上がり時の駆動電流のI−T特性の計算例を示す図である。
Through the above processing, the drive current IT characteristics corresponding to the values of the plurality of power supply voltages VDE are obtained.
FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation example of the IT characteristic of the drive current at the time of rising of the input signal.
駆動電流Idrの波形60は、電源電圧VDEが1.5VのときのI−T特性を示しており、駆動電流Idrの波形61は、電源電圧VDEが1.4VのときのI−T特性を示している。
A
電源電圧VDEが小さくなると、駆動電流Idrも小さくなっている。
入力信号の立ち下り時においても同様に駆動電流IdrのI−T特性が計算される。
ステップS15の処理で、VDE=Minと判定したとき、プロセッサ21は、時間t=0とし(ステップS16)、その後、t=t+Δtとする(ステップS17)。Δtは、プロセッサ21が駆動電流IdrのI−T特性を計算したときの時間の刻み幅である。Δtは、たとえば、10psなどである。
As the power supply voltage VDE decreases, the drive current Idr also decreases.
Similarly, the IT characteristic of the drive current Idr is calculated at the falling edge of the input signal.
When it is determined in step S15 that VDE = Min, the
そして、プロセッサ21は、時間tと時間t+Δtとの間における駆動電流Idrの変化が、1%以上か否かを判定する(ステップS18)。変化が1%以上の場合、プロセッサ21は、時間tから時間t+Δtの間で、Δtよりも小さいΔtsの刻み幅で駆動電流を取得する(ステップS19)。プロセッサ21は、図8に示したような回路モデル51を用いて、Δtsの刻み幅での駆動電流Idrを計算してもよいし、時間tと時間t+Δtでの駆動電流Idrの値から線形補間などの補間方法によってΔtsの刻み幅での駆動電流Idrを計算してもよい。
Then, the
なお、1%という値は一例であり、この値に限定されるものではない。
ステップS19の処理後、またはステップS18の処理で、時間tと時間t+Δtとの間における駆動電流Idrの変化が、1%以上ではないと判定したとき、プロセッサ21は、t>駆動電流Idrの取得時間か否かを判定する(ステップS20)。
Note that the value of 1% is an example, and is not limited to this value.
When it is determined that the change in the drive current Idr between time t and time t + Δt is not 1% or more after the process in step S19 or in the process in step S18, the
t>駆動電流Idrの取得時間であると判定したとき、プロセッサ21は、計算した駆動電流IdrのI−T特性を駆動電流情報として、IBISモデルに追加し(ステップS21)、回路モデルの作成方法を終了する。t>駆動電流の取得時間ではないとき、ステップS17からの処理が繰り返される。
When it is determined that t> the acquisition time of the drive current Idr, the
図10は、複数の電源電圧値に対応した駆動電流情報が追加されたIBISモデルの一例を示す図である。図5に示したIBISモデル40と同じ要素については同一符号が付されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an IBIS model to which drive current information corresponding to a plurality of power supply voltage values is added. The same elements as those in the
図10のIBISモデル40aでは、上記の処理により作成された駆動電流情報が、“Composite current”に追加され、要素45aが更新されている。これによって、要素45aは、複数電源電圧値に対応したものとなる。
In the IBIS model 40a of FIG. 10, the drive current information created by the above processing is added to “Composite current”, and the
駆動電流情報は、テーブル化されたデータ、または数式で表される。以下、作成された駆動電流情報の例をあげる。
(駆動電流情報の例)
図11は、駆動電流情報を表すVDEシフト量のI−Tテーブル例である。
The drive current information is represented by tabulated data or mathematical expressions. Hereinafter, an example of the generated drive current information will be given.
(Example of drive current information)
FIG. 11 is an example of the VDE shift amount IT table representing drive current information.
I−Tテーブル70には、電源電圧VDEの基準電圧(たとえば、1.5V)からのシフト量ごとに、駆動電流IdrのI−T特性が示されている。シフト量の最大値と最小値は、前述したMaxからminまでの電源電圧VDEの値に基づき決められ、図11の例では、1.00[V]と、−1.00[V]となっている。前述した図11の例では、シフト量は、0.02[V]刻み、時間は10[ps]刻みとなっている。また、図11の例では、入力信号の立ち上がり時での駆動電流IdrのI−T特性が示されているが、入力信号の立ち下がり時での駆動電流IdrのI−T特性についても同様のテーブルデータが作成される。 The IT table 70 shows the IT characteristic of the drive current Idr for each shift amount of the power supply voltage VDE from a reference voltage (for example, 1.5 V). The maximum value and the minimum value of the shift amount are determined based on the value of the power supply voltage VDE from Max to min described above, and are 1.00 [V] and −1.00 [V] in the example of FIG. ing. In the example of FIG. 11 described above, the shift amount is in increments of 0.02 [V], and the time is in increments of 10 [ps]. Further, in the example of FIG. 11, the IT characteristic of the drive current Idr at the time of rising of the input signal is shown, but the same applies to the IT characteristic of the drive current Idr at the time of falling of the input signal. Table data is created.
図12は、駆動電流情報を表すVDEごとのI−Tテーブル例である。
I−Tテーブル71には、前述したMaxからminまでの電源電圧VDEの値に対応した、駆動電流IdrのI−T特性が示されている。図12の例では、Max=1.00[V]、Min=1.00[V]である。また、電源電圧VDEの刻み幅(ΔV)は、0.02[V]であり、時間は10[ps]刻みとなっている。図12の例でも、入力信号の立ち上がり時での駆動電流IdrのI−T特性が示されているが、入力信号の立ち下がり時での駆動電流IdrのI−T特性についても同様のテーブルデータが作成される。
FIG. 12 is an example of an IT table for each VDE representing drive current information.
The IT table 71 shows the IT characteristic of the drive current Idr corresponding to the value of the power supply voltage VDE from Max to min described above. In the example of FIG. 12, Max = 1.00 [V] and Min = 1.00 [V]. Further, the step width (ΔV) of the power supply voltage VDE is 0.02 [V], and the time is in steps of 10 [ps]. The example of FIG. 12 also shows the IT characteristic of the drive current Idr at the time of rising of the input signal, but the same table data also applies to the IT characteristic of the drive current Idr at the time of falling of the input signal. Is created.
また、駆動電流情報は数式でも表すことができる。
たとえば、Aを駆動電流Idr、xを時間t、yを電源電圧VDEとすると、
A=a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2+… (1)
という多項式で駆動電流情報を表すこともできる。係数a0,a1,a2,…は、図7に示した処理で取得した駆動電流IdrのI−T特性から得られる。
The drive current information can also be expressed by a mathematical expression.
For example, when A is a drive current Idr, x is a time t, and y is a power supply voltage VDE,
A = a 0 + a 1 x + a 2 y + a 3 x 2 + a 4 xy + a 5 y 2 + (1)
The driving current information can also be expressed by a polynomial. The coefficients a 0 , a 1 , a 2 ,... Are obtained from the IT characteristics of the drive current Idr acquired by the processing shown in FIG.
図13は、式(1)から得られる電流値のイメージ図である。
図13には、時間t[ps]、電源電圧VDE[V]、駆動電流Idr[mA]の3つの軸で表される、複数の電源電圧VDEの値に応じた、駆動電流IdrのI−T特性が示されている。図13の例でも、入力信号の立ち上がり時での駆動電流IdrのI−T特性が示されているが、入力信号の立ち下がり時での駆動電流IdrのI−T特性についても同様の多項式で表すことができる。
FIG. 13 is an image diagram of current values obtained from Equation (1).
FIG. 13 shows I− of the drive current Idr according to the values of the plurality of power supply voltages VDE represented by three axes of time t [ps], power supply voltage VDE [V], and drive current Idr [mA]. T characteristics are shown. The example of FIG. 13 also shows the IT characteristic of the drive current Idr at the time of rising of the input signal, but the IT characteristic of the drive current Idr at the time of falling of the input signal is also expressed by a similar polynomial. Can be represented.
数式を用いた駆動電流情報の例として、以下のようなものも適用可能である。
図14は、電源電圧VDEの基準電圧からのシフト量ごとの駆動電流のI−T特性を多項式化してテーブル化した例を示す図である。
The following can be applied as an example of drive current information using mathematical expressions.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example in which the IT characteristic of the drive current for each shift amount from the reference voltage of the power supply voltage VDE is converted into a polynomial table.
テーブル72の例では、電源電圧VDEの基準電圧からのシフト量が、1.00から−1.00まで、0.02刻みで示されており、各シフト量に対応した駆動電流のI−T特性が多項式で示されている。Aは駆動電流Idrを示し、xは時間tを示している。係数a0,a1,a2,…、係数b0,b1,b2,…、係数c0,c1,c2,…、係数d0,d1,d2,…、係数e0,e1,e2,…、係数f0,f1,f2,…、などは、図7に示した処理で取得した駆動電流IdrのI−T特性から得られる。 In the example of the table 72, the shift amount from the reference voltage of the power supply voltage VDE is shown in increments of 0.02 from 1.00 to -1.00, and the drive current I-T corresponding to each shift amount is shown. The characteristics are shown in polynomial form. A indicates the drive current Idr, and x indicates the time t. Coefficients a 0, a 1, a 2 , ..., coefficients b 0, b 1, b 2 , ..., coefficients c 0, c 1, c 2 , ..., coefficient d 0, d 1, d 2 , ..., the coefficient e 0, e 1, e 2, ..., coefficients f 0, f 1, f 2 , ..., etc. is obtained from I-T characteristic of the acquired driving current Idr in the process shown in FIG.
なお、図14のテーブル72の例では、シフト量ごと駆動電流のI−T特性が多項式で表されているが、複数の電源電圧値の各値に対応した駆動電流のI−T特性が、多項式で表されるようにしてもよい。 In the example of the table 72 in FIG. 14, the IT characteristic of the drive current for each shift amount is represented by a polynomial, but the IT characteristic of the drive current corresponding to each value of a plurality of power supply voltage values is You may make it represent with a polynomial.
また、図14の例でも、入力信号の立ち上がり時での駆動電流IdrのI−T特性が示されているが、入力信号の立ち下がり時での駆動電流IdrのI−T特性についても同様の多項式で表すことができる。 The example of FIG. 14 also shows the IT characteristic of the drive current Idr when the input signal rises, but the same applies to the IT characteristic of the drive current Idr when the input signal falls. It can be expressed as a polynomial.
ところで、IBIS5.0の駆動電流IdrのI−T特性は、前述したように“Typ”、“Min”、“Max”の3条件で求められる。これに合わせて駆動電流情報を以下に示すようなI−Tテーブルで表してもよい。 By the way, the IT characteristic of the drive current Idr of IBIS5.0 is obtained under the three conditions of “Typ”, “Min”, and “Max” as described above. In accordance with this, the drive current information may be represented by an IT table as shown below.
図15は、3種類の駆動電流のI−T特性を含むI−Tテーブルの一例を示す図である。
図15のI−Tテーブル73の例では、“Typ”、“Min”、“Max”の3条件のそれぞれに対して、電源電圧VDEの基準電圧からの複数のシフト量に対応した、駆動電流IdrのI−T特性が示されている。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an IT table including the IT characteristics of three types of drive currents.
In the example of the IT table 73 in FIG. 15, the drive current corresponding to a plurality of shift amounts from the reference voltage of the power supply voltage VDE for each of the three conditions “Typ”, “Min”, and “Max”. The I-T characteristic of Idr is shown.
なお、3条件のそれぞれに対して、シフト量ごとではなく、図12に示したように複数の電源電圧値の値ごと、駆動電流IdrのI−T特性が算出されるようにしてもよい。
また、前述した多項式を用いてI−T特性を表現する場合についても、上記の3つの条件のそれぞれに対して多項式を求めるようにしてもよい。
Note that the IT characteristics of the drive current Idr may be calculated for each of the three conditions, not for each shift amount, but for each of a plurality of power supply voltage values as shown in FIG.
Also, in the case of expressing the IT characteristic using the above-described polynomial, the polynomial may be obtained for each of the above three conditions.
以上のように、ネットリストを用いて駆動電流情報を生成することで、複数の電源電圧値に対応した駆動電流のI−T特性を精度よく求められる。
また、駆動電流Idrの時間変化が大きい箇所は、より細かい刻み幅の時間での時間変化が得られるため、I−T特性がより精度のよいものとなる。
As described above, by generating drive current information using a netlist, it is possible to accurately obtain an IT characteristic of a drive current corresponding to a plurality of power supply voltage values.
In addition, since a time change with a finer step size can be obtained at a portion where the time change of the drive current Idr is large, the IT characteristic becomes more accurate.
次に、上記のように作成された回路モデル(IBISモデル)を用いて電源ノイズ解析を行うシミュレーション方法を説明する。
(シミュレーション方法)
コンピュータ20において、プロセッサ21は、HDD23に格納されたプログラムを読み出してRAM22上に展開して、たとえば、図16に示すような各ステップの処理を実行する。
Next, a simulation method for performing power supply noise analysis using the circuit model (IBIS model) created as described above will be described.
(Simulation method)
In the
図16は、シミュレーション方法の一例の流れを示すフローチャートである。
まず、プロセッサ21は、たとえば、HDD23に格納された解析対象回路の回路情報を取得するとともに、回路情報に含まれるIBISモデルから、前述の駆動電流情報を取得する(ステップS30)。
FIG. 16 is a flowchart showing a flow of an example of the simulation method.
First, for example, the
図17は、解析対象回路の一例を示す図である。
解析対象回路80は、たとえば、SoCのI/O回路81と、DRAM(Dynamic Random Access Memory)82を有している。I/O回路81と、DRAM82とは、パッケージ伝送路83、プリント回路基板伝送路84を介して接続されている。また、I/O回路81には、パッケージインダクタ85、パッケージ抵抗86、プリント回路基板インダクタ87及びプリント回路基板抵抗88を介して電源電圧VDEが接続されている。なお、図17中で、“PKG”はパッケージを示し、“PCB”は、プリント回路基板を示している。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the analysis target circuit.
The
次に、プロセッサ21は、解析時間tをt=0として(ステップS31)、DC解析を開始する(ステップS32)。DC解析では、以下の処理で決定される駆動電流Idrの値に基づき、I/O回路81に供給される電源電圧VDEの時間変動(電源ノイズ)などが解析される。
Next, the
そして、プロセッサ21は、t=0におけるI/O回路81の駆動電流値を設定する(ステップS33)。t=0におけるI/O回路81の駆動電流値としては、DC動作点解析などで得られた値、または、駆動電流情報における時間=0[ps]のときの値が用いられる。
Then, the
その後、プロセッサ21は、t=t+Δtとする(ステップS34)。Δtは、解析時間の刻み幅を示している。たとえば、10psなどと設定されている。
そして、プロセッサ21は、電源電圧VDEと駆動電流情報に基づき、その時間の駆動電流値を決定する(ステップS35)。入力信号の論理レベルの変化前は、たとえば、駆動電流情報における時間=0[ps]のときの値が用いられる。
Thereafter, the
Then, the
その後、プロセッサ21は、入力信号の論理レベルが変化したか否かを判定する(ステップS36)。入力信号の論理レベルが変化していないと判定したときには、ステップS34からの処理が繰り返される。入力信号の論理レベルが変化したと判定したときには、プロセッサ21は、t0=0とし(ステップS37)、その後、t0=t0+Δt0とする(ステップS38)。t0は、駆動電流情報における時間であり、Δt0の初期値は、たとえば、駆動時間情報における時間の刻み幅である。
Thereafter, the
そして、プロセッサ21は、時間t0とt0+Δt0間での電源電圧VDEを検出し、電圧変化が1%以上か否かを判定する(ステップS39)。変化が1%以上と判定したとき、プロセッサ21は、時間の刻み幅であるΔt0を、小さくする(ステップS40)。たとえば、プロセッサ21は、元のΔt0が10psであるときには、Δt0をその半分の5psなどとする。その後、ステップS38からの処理が繰り返される。なお、1%という値は一例であり、この値に限定されるものではない。
Then, the
時間t0とt0+Δt0間での電圧変化が1%以上ではないと判定したとき、プロセッサ21は、Δt0をそれ以上小さくしない。そして、プロセッサ21は、解析時間が終了したか否かを判定する(ステップS41)。プロセッサ21は、解析時間が終了したと判定したときには、シミュレーションを終了する。
When it is determined that the voltage change between time t0 and t0 + Δt0 is not 1% or more, the
プロセッサ21は、解析時間が終了していないと判定したときは、上記のようにして設定したΔt0の刻み幅の時間に対応する時間の駆動電流Idrの値が、駆動電流情報にあるか否かを判定する(ステップS42)。この処理は、駆動電流情報が、図11、図12に示したようなI−Tテーブル70,71で表されている場合に行われる。駆動電流情報が多項式で表されている場合には、ステップS35の処理に戻る。
When the
対応する時間の駆動電流Idrの値が駆動電流情報にないと判定したときには、プロセッサ21は、電源電圧VDEと駆動電流情報に基づき駆動電流Idrの値を補間し(ステップS43)、その後、ステップS36からの処理を繰り返す。対応する時間の駆動電流Idrの値が駆動電流情報にあると判定したときには、プロセッサ21は、ステップS35からの処理を繰り返す。
When it is determined that the value of the driving current Idr at the corresponding time is not included in the driving current information, the
上記の処理により、たとえば、以下のように駆動電流Idrの値が決定する。
図18は、駆動電流値の決定例を示す図である。
図18では、駆動電流情報として、図11に示したI−Tテーブル70を用いた場合の駆動電流値の決定例が示されている。なお、図18では、解析時間の刻み幅とI−Tテーブル70における時間の刻み幅が、両方とも10psで等しい場合を示している。ただし、I−Tテーブル70の時間は、I/O回路81の入力信号の立ち上がりタイミングを0[ps]としたものであり、図18の例では、解析時間とは20psずれている。
By the above processing, for example, the value of the drive current Idr is determined as follows.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of determining the drive current value.
FIG. 18 shows an example of determining the drive current value when the IT table 70 shown in FIG. 11 is used as the drive current information. FIG. 18 shows a case where the step size of the analysis time and the time step in the IT table 70 are both equal at 10 ps. However, the time of the IT table 70 is obtained by setting the rising timing of the input signal of the I /
駆動電流Idrを示す複数の波形は、I−Tテーブル70に示されている各シフト量の一部に対応した駆動電流Idrの時間変化の様子を示している。
入力信号の立ち上がりタイミングより前の駆動電流Idrの情報は、I−Tテーブル70には含まれていない。そのため、この時間では、たとえば、DC動作点解析などで得られた値、または、駆動電流情報12の時間=0[ps]のときの駆動電流値(図1の例では0[mA])が用いられる。
A plurality of waveforms indicating the drive current Idr indicate how the drive current Idr changes with time corresponding to a part of each shift amount shown in the IT table 70.
Information on the drive current Idr before the rising timing of the input signal is not included in the IT table 70. Therefore, at this time, for example, a value obtained by DC operating point analysis or the like, or a driving current value when driving
入力信号の立ち上がりタイミング後では、シフト量とI−Tテーブル70とに基づき駆動電流Idrの値が決定される。
たとえば、解析時間が30[ps](I−Tテーブル70での時間は10[ps])での駆動電流Idrの値は、1つ前の解析時間である20[ps]でのシフト量に基づき決まる。20[ps]での1.50[V]からのシフト量は、0.00[V]であり、そのシフト量に対応した、駆動電流情報12の時間10[ps]での駆動電流Idrの値は、3[mA]となる。
After the rising timing of the input signal, the value of the drive current Idr is determined based on the shift amount and the IT table 70.
For example, the value of the drive current Idr when the analysis time is 30 [ps] (the time in the IT table 70 is 10 [ps]) is the shift amount at 20 [ps] which is the previous analysis time. Determined based on. The shift amount from 1.50 [V] at 20 [ps] is 0.00 [V], and the drive current Idr at time 10 [ps] of the drive
また、解析時間が40[ps](I−Tテーブル70での時間は20[ps])での駆動電流Idrの値は、1つ前の解析時間である30[ps]でのシフト量に基づき決まる。30[ps]でのシフト量は、0[V]であり、その電源電圧値に対応した、I−Tテーブル70の時間20[ps]での駆動電流Idrの値は、10[mA]となる。 Further, the value of the drive current Idr when the analysis time is 40 [ps] (the time in the IT table 70 is 20 [ps]) is the shift amount at 30 [ps] which is the previous analysis time. Determined based on. The shift amount at 30 [ps] is 0 [V], and the value of the drive current Idr at the time 20 [ps] of the IT table 70 corresponding to the power supply voltage value is 10 [mA]. Become.
解析時間が50[ps](I−Tテーブル70での時間は30[ps])での駆動電流Idrの値は、1つ前の解析時間である40[ps]でのシフト量に基づき決まる。40[ps]でのシフト量は、−0.04[V]である。このシフト量に対応した、I−Tテーブル70の時間30[ps]での駆動電流Idrの値は、14[mA]となる。 The value of the drive current Idr when the analysis time is 50 [ps] (the time in the IT table 70 is 30 [ps]) is determined based on the shift amount at 40 [ps] which is the previous analysis time. . The shift amount at 40 [ps] is −0.04 [V]. The value of the drive current Idr at time 30 [ps] in the IT table 70 corresponding to this shift amount is 14 [mA].
以降の解析時間60,70[ps]でも同様の処理が行われ、駆動電流Idrの値が決定されていく。
なお、プロセッサ21が、駆動電流Idrの値を決定する際には、1つ前の解析時間でのシフト量ではなく、1つ前の解析時間と現在の解析時間との間の時間におけるシフト量の平均値に基づき決定するようにしてもよい。また、プロセッサ21は、シフト量が、I−Tテーブル70に挙げられている値と一致しない場合には、最も近い値のものを選択する。
Similar processing is performed at
When the
次に、図16に示したステップS39,S40で示した時間の刻み幅(Δt0)を小さくする処理の一例を以下に示す。
図19は、時間の刻み幅を小さくする処理の一例を示す図である。
Next, an example of a process for reducing the time increment (Δt0) shown in steps S39 and S40 shown in FIG. 16 will be described below.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of processing for reducing the time interval.
図19は、電源電圧VDEの時間変化を示している。電源電圧VDEの基準値は1.5[V]としている。I−Tテーブル70での時間0[ps]でのシフト量は0[V]、時間10[ps]でのシフト量は、−0.04[V]となっている。このため、0[ps]から10[ps]の間では、基準値の1%以上の電圧変化がある。したがって、プロセッサ21は、Δt0を小さくする。
FIG. 19 shows the time change of the power supply voltage VDE. The reference value of the power supply voltage VDE is 1.5 [V]. The shift amount at time 0 [ps] in the IT table 70 is 0 [V], and the shift amount at time 10 [ps] is −0.04 [V]. For this reason, there is a voltage change of 1% or more of the reference value between 0 [ps] and 10 [ps]. Therefore, the
図19では、まず、Δt0を、I−Tテーブル70での時間の刻み幅の半分(5[ps])にする例が示されている。5[ps]でのシフト量は、−0.02[V]となっている。このため、0[ps]から5[ps]の間では、まだ基準値の1%以上の電圧変化がある。したがって、プロセッサ21は、さらにΔt0を小さくする。
FIG. 19 shows an example in which Δt0 is set to half of the time interval in the IT table 70 (5 [ps]). The shift amount at 5 [ps] is -0.02 [V]. For this reason, there is still a voltage change of 1% or more of the reference value between 0 [ps] and 5 [ps]. Therefore, the
図19では、さらにΔt0を半分の2.5[ps]にする例が示されている。2.5[ps]でのシフト量は、−0.01[V]となっている。このため、0[ps]から2.5[ps]の間での電圧変化は、基準値の1%より小さい。したがって、プロセッサ21は、Δt0を2.5[ps]に確定する。
FIG. 19 further shows an example in which Δt0 is halved to 2.5 [ps]. The shift amount at 2.5 [ps] is −0.01 [V]. For this reason, the voltage change between 0 [ps] and 2.5 [ps] is smaller than 1% of the reference value. Therefore, the
次に、図16に示したステップS43の一例を説明する。
図20は、駆動電流値の補間処理の一例を示す図である。
横軸は時間[ps]、縦軸は駆動電流Idr[mA]を示している。図20では、I−Tテーブル70で表現されている、シフト量が0.03[V]のときの駆動電流IdrのI−T特性の一部が示されている。図20の例では、I−Tテーブル70には、10[ps]と20[ps]での駆動電流Idrの値があり、15[ps]での値がない場合の補間処理の例が示されている。
Next, an example of step S43 shown in FIG. 16 will be described.
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of drive current value interpolation processing.
The horizontal axis represents time [ps], and the vertical axis represents drive current Idr [mA]. FIG. 20 shows a part of the IT characteristic of the drive current Idr expressed by the IT table 70 when the shift amount is 0.03 [V]. In the example of FIG. 20, the IT table 70 has an example of interpolation processing when there are values of the drive current Idr at 10 [ps] and 20 [ps] and no value at 15 [ps]. Has been.
補間処理は、たとえば、線形補間によって行われる。図20に示されているように、10[ps]での駆動電流の値が3.5[mA]、20[ps]での駆動電流の値が12[mA]のとき、線形補間によって、15[ps]での駆動電流の値は、7.75[mA]と、求められる。なお、補間処理の方法は、線形補間に限られず、多項式補間など、他の補間方法も用いられる。 The interpolation process is performed by, for example, linear interpolation. As shown in FIG. 20, when the drive current value at 10 [ps] is 3.5 [mA] and the drive current value at 20 [ps] is 12 [mA], linear interpolation The value of the drive current at 15 [ps] is obtained as 7.75 [mA]. Note that the interpolation processing method is not limited to linear interpolation, and other interpolation methods such as polynomial interpolation are also used.
(ネットリストを用いた解析結果に対する誤差例)
本実施の形態のシミュレーション方法による効果を説明する前に、電源電圧VDEが一定電圧のもとで取得された駆動電流のI−T特性を用いたIBIS5.0による解析結果と、トランジスタレベルのネットリストを用いたときの解析結果との比較例を示す。
(Error example for analysis result using netlist)
Before describing the effect of the simulation method of the present embodiment, the analysis result by IBIS5.0 using the IT characteristic of the drive current obtained when the power supply voltage VDE is a constant voltage, and the transistor level net A comparison example with the analysis result when using the list is shown.
図21(A)は、SSOノイズ発生時の電源電圧波形の一例を示す図であり、図21(B)は、SSOノイズ発生時の駆動電流波形の一例を示す図である。
図21(A)において、横軸は時間であり、縦軸は電源電圧VDEである。また、図21(B)において、横軸は時間であり、縦軸は駆動電流Idrである。
FIG. 21A is a diagram illustrating an example of a power supply voltage waveform when SSO noise is generated, and FIG. 21B is a diagram illustrating an example of a drive current waveform when SSO noise is generated.
In FIG. 21A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the power supply voltage VDE. In FIG. 21B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents drive current Idr.
また、図21(A)において、波形90は、ネットリストを用いた解析で得られる電源電圧波形を示している。波形90aは、電源電圧VDEが一定電圧のもとで取得された駆動電流IdrのI−T特性の情報を含むIBIS5.0を用いた解析で得られる電源電圧波形を示している。また、図21(B)において、波形91は、ネットリストを用いた解析で得られる駆動電流Idrの波形を示している。波形91aは、電源電圧VDEが一定電圧のもとで取得された駆動電流Idr(コンポジットカレント)の波形を示している。
In FIG. 21A, a
波形90,90aに示すようにSSOノイズが発生すると、波形90と波形90aとの間に誤差が生じている。このような誤差は、図21(B)に示すように、波形91と波形91aとの間に生じる誤差に起因する。
When the SSO noise is generated as shown by the
図22(A)は、SSOノイズ増大時の電源電圧波形の一例を示す図であり、図22(B)は、SSOノイズ増大時の駆動電流波形の一例を示す図である。
図22(A)において、横軸は時間であり、縦軸は電源電圧VDEである。また、図22(B)において、横軸は時間であり、縦軸は駆動電流Idrである。
FIG. 22A is a diagram illustrating an example of a power supply voltage waveform when the SSO noise is increased, and FIG. 22B is a diagram illustrating an example of a drive current waveform when the SSO noise is increased.
In FIG. 22A, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the power supply voltage VDE. In FIG. 22B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents drive current Idr.
また、図22(A)において、波形92は、ネットリストを用いた解析で得られる電源電圧波形を示している。波形92aは、電源電圧VDEが一定電圧のもとで取得された駆動電流IdrのI−T特性の情報を含むIBIS5.0を用いた解析で得られる電源電圧波形を示している。また、図22(B)において、波形93は、ネットリストを用いた解析で得られる駆動電流Idrの波形を示している。波形93aは、電源電圧VDEが一定電圧のもとで取得された駆動電流の波形を示している。
In FIG. 22A, a
図22(A),(B)では、図21(A),(B)よりもSSOノイズが増大したときの様子が示されている。プロセッサ21は、たとえば、図17に示したパッケージインダクタ85の値を大きくすることで、ノイズ量を増大させることができる。
FIGS. 22A and 22B show a state where the SSO noise is increased as compared with FIGS. 21A and 21B. For example, the
SSOノイズが増大すると、図22(B)に示すように、波形93と波形93aとの間の誤差も増大する。これによって、図22(A)に示すように、波形92と波形92aとの間の誤差も増大する。
When the SSO noise increases, the error between the
次に、複数の電源電圧VDEの値に対応した駆動電流のI−T特性を用いた本実施の形態のシミュレーション方法による解析結果と、トランジスタレベルのネットリストを用いたときの解析結果との比較例を示す。 Next, a comparison between the analysis result by the simulation method of the present embodiment using the IT characteristics of the drive current corresponding to the values of the plurality of power supply voltages VDE and the analysis result when the transistor level netlist is used. An example is shown.
図23(A)は、第2の実施の形態のシミュレーション方法適用時の、SSOノイズ発生時の電源電圧波形の一例を示す図である。また、図23(B)は、第2の実施の形態のシミュレーション方法適用時の、SSOノイズ発生時の駆動電流波形の一例を示す図である。 FIG. 23A is a diagram illustrating an example of a power supply voltage waveform when SSO noise is generated when the simulation method according to the second embodiment is applied. FIG. 23B is a diagram illustrating an example of a drive current waveform when an SSO noise is generated when the simulation method according to the second embodiment is applied.
図23(A)において、横軸は時間であり、縦軸は電源電圧VDEである。また、図23(B)において、横軸は時間であり、縦軸は駆動電流Idrである。
図23(A)において、波形94は、ネットリストを用いた解析で得られる電源電圧波形を示している。波形94aは、たとえば、図11に示したようなI−Tテーブル70で表される駆動電流のI−T特性を用いた第2の実施の形態のシミュレーション方法で得られる電源電圧波形を示している。
In FIG. 23A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the power supply voltage VDE. In FIG. 23B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the drive current Idr.
In FIG. 23A, a
また、図23(B)において、波形95は、ネットリストを用いた解析で得られる駆動電流波形を示している。波形95aは、たとえば、図11に示したようなI−Tテーブル70から電源電圧のシフト量に応じて選択された駆動電流Idrの値による波形を示している。
In FIG. 23B, a
図23(B)に示すように、SSOノイズにより電源電圧VDEが変動しても波形95と波形95aとの間の誤差は少なく、ほぼ一致している。これによって、図23(A)に示すように、波形94と波形94aとの間の誤差も少なく、ほぼ一致している。
As shown in FIG. 23B, even if the power supply voltage VDE fluctuates due to SSO noise, the error between the
図24(A)は、第2の実施の形態のシミュレーション方法適用時の、SSOノイズ増大時の電源電圧波形の一例を示す図である。また、図23(B)は、第2の実施の形態のシミュレーション方法適用時の、SSOノイズ増大時の駆動電流波形の一例を示す図である。 FIG. 24A is a diagram illustrating an example of a power supply voltage waveform when the SSO noise is increased when the simulation method according to the second embodiment is applied. FIG. 23B is a diagram illustrating an example of a drive current waveform when the SSO noise is increased when the simulation method according to the second embodiment is applied.
図24(A)において、横軸は時間であり、縦軸は電源電圧VDEである。また、図24(B)において、横軸は時間であり、縦軸は駆動電流Idrである。
図24(A)において、波形96は、ネットリストを用いた解析で得られる電源電圧波形を示している。波形96aは、たとえば、図11に示したようなI−Tテーブル70で表される駆動電流IdrのI−T特性を用いた第2の実施の形態のシミュレーション方法で得られる電源電圧波形を示している。
In FIG. 24A, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the power supply voltage VDE. In FIG. 24B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the drive current Idr.
In FIG. 24A, a
また、図24(B)において、波形97は、ネットリストを用いた解析で得られる駆動電流波形を示している。波形97aは、たとえば、図11に示したようなI−Tテーブル70から電源電圧VDEのシフト量に応じて選択された駆動電流Idrの値による波形を示している。
In FIG. 24B, a
図24(B)に示すように、大きなSSOノイズが生じても波形97と波形97aとの間の誤差は少なく、ほぼ一致している。これによって、図24(A)に示すように、波形97と波形97aとの間の誤差も少なく、ほぼ一致している。
As shown in FIG. 24B, even if a large SSO noise occurs, the error between the
このように、本実施の形態のシミュレーション方法では、電源ノイズ解析時の各時間におけるI/O回路81の駆動電流Idrの値が、各時間における電源電圧VDEの値と、I−Tテーブル70などのような駆動電流情報とに基づき決定される。
As described above, in the simulation method of the present embodiment, the value of the drive current Idr of the I /
これによって、駆動電流は、電源電圧の変動を反映した値となり、SSOノイズなどの電源ノイズが発生したときの実際の駆動電流(またはネットリストを用いて算出される駆動電流)との誤差を、一定電圧化で取得した駆動電流を用いた場合よりも小さくできる。そのため、駆動電流の影響を受ける電源ノイズ量を精度よく見積もれるようになり、電源ノイズの解析精度が向上する。 As a result, the drive current becomes a value reflecting fluctuations in the power supply voltage, and an error from the actual drive current (or drive current calculated using a netlist) when power supply noise such as SSO noise occurs is calculated. This can be made smaller than when the drive current obtained at a constant voltage is used. As a result, the amount of power supply noise affected by the drive current can be accurately estimated, and the analysis accuracy of power supply noise is improved.
また、図16に示したように、プロセッサ21は、解析をある刻み幅の時間で行っている際に、その刻み幅での電源電圧値の変化が所定値以上のときには、その刻み幅を小さくする。そして、プロセッサ21は、その刻み幅の時間に対応する駆動電流値が駆動電流情報にないときには、補間処理を行い、小さくした刻み幅の時間に対応する駆動電流値を生成している。このような処理により、より詳細な精度のよい解析が可能となる。
In addition, as shown in FIG. 16, when the analysis is performed at a certain step size, and the change in the power supply voltage value at the step size is equal to or greater than a predetermined value, the
なお、プロセッサ21は、本実施の形態のシミュレーション方法の実行途中に、たとえば、以下のような画面をモニタ24aに表示させてもよい。
(表示例)
図25は、モニタに表示される表示画面の例を示す図である。
The
(Display example)
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a display screen displayed on the monitor.
画面100には、図11に示したI−Tテーブル70と、図18に示した電源電圧VDEの変化に応じて駆動電流の値が決定されていく様子が示されている。ユーザは、このような画面100を参照して、駆動電流の決定の様子を確認することができる。また、画面100には、図23(A)の波形94や、図24(A)の波形96といった電源電圧波形を表示してもよい。
The
以上、実施の形態に基づき、本発明のシミュレーション方法、回路モデル作成方法、シミュレーション装置及びプログラムの一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。 As described above, one aspect of the simulation method, the circuit model creation method, the simulation apparatus, and the program according to the present invention has been described based on the embodiments. However, these are merely examples, and the present invention is not limited to the above description.
1 シミュレーション装置(コンピュータ)
2 プロセッサ
3 記憶部
10 回路情報
10a IBISモデル情報
11 I/O回路
11a バッファ
12 駆動電流情報
Idr 駆動電流
1 Simulation device (computer)
2
Claims (7)
前記モデル情報に含まれる、複数の電源電圧値に対応した前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を取得し、
前記回路情報に基づく電源ノイズ解析時の各時間における前記駆動電流の値を、前記各時間における電源電圧値と前記駆動電流情報とに基づき決定し、決定した前記値を用いて前記電源ノイズ解析を行う、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。 Obtaining circuit information of the analysis target circuit including model information expressing the input / output unit of the analysis target circuit in IBIS;
Obtaining drive current information indicating a time change of the drive current of the input / output unit corresponding to a plurality of power supply voltage values included in the model information,
The value of the drive current at each time during power noise analysis based on the circuit information is determined based on the power supply voltage value and the drive current information at each time, and the power noise analysis is performed using the determined value. Do,
A program that causes a computer to execute processing.
前記第1の刻み幅の時間における前記時間変化が第1の値以上のときには、前記第1の刻み幅よりも小さい第2の刻み幅の時間で、前記時間変化を算出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のプログラム。 When the drive current information is generated, the time change of the drive current is calculated with a time of a first step size,
When the time change in the time of the first step size is equal to or greater than a first value, the time change is calculated with a time of a second step size smaller than the first step size.
The program according to claim 1 or 2, characterized in that
前記駆動電流情報に前記第4の刻み幅の時間に対応する駆動電流値がないときには補間処理を行い、前記第4の刻み幅の時間に対応する前記駆動電流値を生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のプログラム。 In the power supply noise analysis, when the change in the power supply voltage value during the third step size is equal to or greater than the second value, the power source is used during the fourth step size smaller than the third step size. Perform noise analysis
When there is no drive current value corresponding to the time of the fourth step size in the drive current information, an interpolation process is performed to generate the drive current value corresponding to the time of the fourth step size.
The program according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記プロセッサが、前記第1のモデル情報に基づき、前記入出力部に供給される電源電圧を変化させたときの、前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を生成し、
前記プロセッサが、前記駆動電流情報を、前記入出力部をIBISで表現した第2のモデル情報に追加する、
ことを特徴とする回路モデル作成方法。 The processor obtains first model information expressing the input / output part of the circuit in a netlist,
Based on the first model information, the processor generates drive current information indicating a time change of the drive current of the input / output unit when the power supply voltage supplied to the input / output unit is changed,
The processor adds the drive current information to second model information representing the input / output unit in IBIS;
A circuit model creation method characterized by the above.
前記モデル情報に含まれる、複数の電源電圧値に対応した前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を取得する駆動電流情報取得部と、
前記回路情報に基づく電源ノイズ解析時の各時間における前記駆動電流の値を、前記各時間における電源電圧値と前記駆動電流情報とに基づき決定し、決定した前記値を用いて前記電源ノイズ解析を行う電源ノイズ解析部と、
を有することを特徴とするシミュレーション装置。 A circuit information acquisition unit for acquiring circuit information of the analysis target circuit, including model information in which an input / output unit of the analysis target circuit is expressed in IBIS;
A drive current information acquisition unit for acquiring drive current information indicating a time change of the drive current of the input / output unit corresponding to a plurality of power supply voltage values included in the model information;
The value of the drive current at each time during power noise analysis based on the circuit information is determined based on the power supply voltage value and the drive current information at each time, and the power noise analysis is performed using the determined value. Power noise analysis unit to perform,
A simulation apparatus comprising:
前記プロセッサが、前記モデル情報に含まれる、複数の電源電圧値に対応した前記入出力部の駆動電流の時間変化を示す駆動電流情報を取得し、
前記プロセッサが、前記回路情報に基づく電源ノイズ解析時の各時間における前記駆動電流の値を、前記各時間における電源電圧値と前記駆動電流情報とに基づき決定し、決定した前記値を用いて前記電源ノイズ解析を行う、
ことを特徴とするシミュレーション方法。 A processor acquires circuit information of the analysis target circuit including model information in which an input / output unit of the analysis target circuit is expressed in IBIS;
The processor acquires drive current information indicating a time change of the drive current of the input / output unit corresponding to a plurality of power supply voltage values included in the model information,
The processor determines the value of the drive current at each time during power supply noise analysis based on the circuit information based on the power supply voltage value and the drive current information at each time, and uses the determined value to determine the value Power noise analysis,
A simulation method characterized by that.
Priority Applications (1)
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