KR101976489B1 - Apparatus and method for prediction of radiated electromagnetic waves from circuit - Google Patents

Apparatus and method for prediction of radiated electromagnetic waves from circuit Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치는, 전송선로에서 공정 오차가 확률적 분포를 가지는 랜덤 변수에 기초하여 일정 개수의 샘플을 추출하는 샘플 추출부, 상기 추출된 일정 개수의 샘플 각각을 모델링하여 전자기장 시뮬레이션을 각각 실행하는 시뮬레이션 실행부, 각 샘플의 시뮬레이션 결과를 이용하여 전송선로의 전자파 방사 특성값을 예측하는 예측부를 포함한다. An apparatus for predicting an electromagnetic wave according to a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention includes a sample extracting unit for extracting a certain number of samples based on a random variable having a probabilistic distribution of a process error in a transmission line, A simulation executing unit for modeling each of the predetermined number of samples to execute the electromagnetic field simulation, and a predicting unit for predicting the electromagnetic wave radiation characteristic value of the transmission line using the simulation result of each sample.

Description

회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREDICTION OF RADIATED ELECTROMAGNETIC WAVES FROM CIRCUIT}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR PREDICTION OF RADIATED ELECTROMAGNETIC WAVES FROM CIRCUIT [0002]

본 발명은 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 확률 및 랜덤 변수의 도입을 통한 전자기장 시뮬레이션(Electro-Magnetic field simulation)으로 회로 설계 단계에서 공통 모드에 의한 전자파의 방사 특성을 예측할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to an apparatus and method for predicting electromagnetic radiation by a common mode of a circuit, and more particularly, to an electromagnetic radiation simulation apparatus and method, To a device and a method capable of predicting the performance of the device.

통신, 정보기기, 자동화 기기 등 다양한 전기전자 회로로 구성된 전자제품들이 서로 근접하게 놓이는 경우 전기적으로 또는 전자기적으로 상호 작용하여 바람직하지 않은 영향을 미치게 된다. 즉, 회로나 시스템에서 발생한 각종 스퓨리어스와 노이즈 성분들이 외부로 방사될 때, 그것은 다른 전자 시스템에 방해전파로 작용되는 바, 이를 전자파 간섭(ElectoMagnetic Interference : EMI)이라고 한다.When electronic products composed of various electric and electronic circuits such as communication devices, information devices, and automation devices are placed close to each other, they interact with each other electrically or electromagnetically to have undesirable effects. That is, when various spurious and noise components generated in a circuit or a system are radiated to the outside, it acts as a jammer to other electronic systems, and this is called Electro Magnetic Interference (EMI).

전자파 간섭을 그 형태별로 분류하면, 제품의 전원선을 통해 외부로 나가는 전도 노이즈(Conducted Emission 또는 Conducted Noise)와 전자제품의 정상 작동시 외부로 방사되는 방사 노이즈(Radiated Emission 또는 Radiated Noise)가 있는데, 본 발명에서는 방사 노이즈의 예측 방법을 다룬다.When electromagnetic interference is classified according to its type, there are conduction noise (Conducted Emission or Conducted Noise) going out to the outside through the power line of the product and radiated emission (radiated noise) radiated to the outside in normal operation of the electronic product. The present invention deals with a method of predicting radiated noise.

도 1에는 전송선로상의 방사 특성이 도시되어 있는데, 고속 디지털 신호가 전송되는 전송선로상의 방사 모드를 두가지 종류로 분류하면, 차동모드 방사(Differential Mode Radiation : DM Radiation)와 공통모드 방사(Common Mode Radiation : CM Radiation)가 있다. 이러한 전송선로상의 방사 특성은 차동모드와 공통모드가 동시에 복합적으로 작용하여 방사되는데, 이것들을 정확하게 예측하기는 쉽지 않다. 이중에서 특히 공통모드 방사가 예측하기 어려운데, 이것은 공통모드가 회로의 미세한 비대칭등에 기인하게되며, 이러한 비대칭성은 회로 설계자의 의도와 무관한 제작상의 오차, 주변회로와의 기생성분등에 의해서 주로 발생하기 때문에 회로의 설계 단계에서 이러한 비대칭성을 확인하여 전자파 방사 특성을 예측하는 것은 매우 어렵다.FIG. 1 shows radiation characteristics on a transmission line. When a radiation mode on a transmission line through which a high-speed digital signal is transmitted is classified into two types, differential mode radiation (DM radiation) and common mode radiation : CM Radiation). The radiation characteristics on the transmission line are radiated by a combination of the differential mode and the common mode, and it is difficult to accurately predict them. In particular, common-mode radiation is particularly difficult to predict because common mode is caused by fine asymmetry of the circuit, and this asymmetry is mainly caused by fabrication errors unrelated to the intention of the circuit designer and parasitic components with peripheral circuits It is very difficult to predict the electromagnetic radiation characteristics by checking the asymmetry in the design stage of the circuit.

즉, 종래에는 설계자의 의도대로 회로가 정확한 수치로 구현된다고 가정하여 전자파 방사 특성을 예측하였다. 그러나 종래의 방법은 회로가 제작되는 과정 중에 발생하는 공정 오차로 인해 전송선로간의 비대칭에 기인하는 공통 모드 전류 예측이 불가능하다. 공통 모드 전류는 작은 전류의 차이라도 큰 전자기 방사 현상을 유발하기 때문에 차동 모드 전류에 의한 전자기 방사보다 더 세심한 관리가 필요하다. In other words, assuming that the circuit is realized with accurate numerical values according to the designer's intention, the electromagnetic wave radiation characteristic is predicted. However, in the conventional method, it is impossible to predict the common mode current due to the asymmetry between the transmission lines due to the process error occurring during the process of manufacturing the circuit. Common mode currents require more care than electromagnetic radiation due to differential mode currents, since even small current differences cause large electromagnetic radiation phenomena.

따라서, 회로 설계 단계에서 회로에서 발생할 수 있는 공통 모드 전류에 의한 전자파 방사를 예측할 수 있는 기술 개발이 요구되는 실정이다. Therefore, it is required to develop a technique for predicting the electromagnetic wave radiation caused by the common mode current that can occur in the circuit in the circuit designing stage.

이와 관련 선행기술로는 한국공개특허 제2012-0101873호(발명의 명칭: " 케이블의 방사 전자파 예측 장치 및 방법")이 있다.Prior art related to this is Korea Unexamined Patent Publication No. 2012-0101873 entitled " Radiation electromagnetic wave prediction device and method of cable ".

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 회로 설계 단계에서 회로에서 발생할 수 있는 공통 모드 전류에 의한 전자파 방사 특성을 예측할 수 있는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치 및 방법을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for predicting an electromagnetic wave radiated by a common mode of a circuit capable of predicting the electromagnetic wave radiation characteristic due to a common mode current that can occur in a circuit in a circuit design stage.

본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치는, 전송선로를 구성하는 적어도 하나의 요소가 확률적 분포를 가지도록 설정된 랜덤 변수에 기초하여 일정 개수의 샘플을 추출하는 샘플 추출부, 상기 추출된 일정 개수의 샘플 각각을 모델링하여 전자기장 시뮬레이션을 각각 실행하는 시뮬레이션 실행부, 각 샘플의 시뮬레이션 결과를 이용하여 전송선로의 전자파 방사 특성값을 예측하는 예측부를 포함하되, 상기 시뮬레이션 실행부는 상기 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출하고, 상기 추출된 S파라미터를 가지는 회로를 시뮬레이션하여 전류 소스를 추출하며, 상기 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션하는 것을 특징으로 한다. The apparatus for predicting electromagnetic radiation by a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention is a device for predicting electromagnetic waves radiated from a sample And a predictor for predicting an electromagnetic wave radiation characteristic value of a transmission line using the simulation results of each sample, wherein the simulation execution unit includes: a simulation unit The S-parameter is extracted by modeling the transmission line structure in which the random variable is reflected, and a circuit having the extracted S-parameter is simulated to extract a current source, and the extracted current source is applied to simulate the electromagnetic field emission .

바람직하게는, 상기 샘플 추출부는, 상기 전송선로 구조에서 공정 오차 내의 수치를 가지는 적어도 하나의 요소와 그 요소가 특정 확률적 분포를 가지도록 랜덤 변수를 설정하고, 상기 랜덤 변수에 대한 확률밀도함수를 설정하며, Stochastic Testing 알고리즘을 이용하여 일정 개수(K)의 테스팅 포인트(Testing point)를 지정하여 일정 개수(K)의 샘플을 추출할 수 있다. Preferably, the sample extracting unit sets at least one element having a numerical value in the process error in the transmission line structure and a random variable such that the element has a specific stochastic distribution, and calculates a probability density function for the random variable , And a sample of a predetermined number ( K ) can be extracted by specifying a testing point of a certain number ( K ) by using a stochastic testing algorithm.

바람직하게는, 상기 샘플 추출부는 아래 수학식으로 일정 개수(K)개의 테스팅 포인트를 지정할 수 있다. Preferably, the sample extracting unit may designate a predetermined number ( K ) of testing points by the following equation.

[수학식][Mathematical Expression]

Figure 112017123141318-pat00001
Figure 112017123141318-pat00001

여기서, d는 랜덤 변수의 개수이고, p는 확률밀도함수 최고차항의 차수임.Where d is the number of random variables and p is the order of the highest probability density function.

바람직하게는, 상기 시뮬레이션 실행부는, 상기 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출하는 구조 모델링부, 상기 추출된 S파라미터를 가지는 회로를 시뮬레이션하여 전류 소스를 추출하는 소스 모델링부, 상기 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다. Preferably, the simulation executing unit includes: a structure modeling unit for modeling a transmission line structure reflecting the random variable to extract an S parameter; a source modeling unit for extracting a current source by simulating a circuit having the extracted S parameter; And a simulation unit for simulating the electromagnetic field emission by applying the extracted current source.

바람직하게는, 상기 예측부는, 각 테스팅 포인트에서의 랜덤 변수에 해당하는 다항식과 시뮬레이션 결과를 이용하여 변환 행렬을 생성하고, 상기 변환행렬의 역행렬을 이용하여 각각의 차수에 해당하는 계수를 산출하는 계수 산출부, 상기 산출된 계수를 이용하여 전자파 방사 예측값을 산출하는 예측값 산출부를 포함할 수 있다. Preferably, the predicting unit may be configured to generate a transform matrix using a polynomial corresponding to a random variable at each testing point and a simulation result, and to calculate a coefficient corresponding to each degree using the inverse matrix of the transform matrix A calculating unit, and a predicted value calculating unit that calculates the predicted value of the electromagnetic wave radiation using the calculated coefficient.

바람직하게는, 상기 계수 산출부는 아래 기재된 수학식으로 변환행렬을 생성할 수 있다.Advantageously, said coefficient calculator is capable of generating a transformation matrix in the formulas described below.

[수학식][Mathematical Expression]

Figure 112017123141318-pat00002
Figure 112017123141318-pat00002

여기서, Ф는 각 테스팅 포인트에서의 랜덤변수에 해당하는 다항식,

Figure 112017123141318-pat00003
는 시뮬레이션 결과, y(t)는 계수임.Here, [phi] is a polynomial corresponding to a random variable at each testing point,
Figure 112017123141318-pat00003
Is the simulation result, and y (t) is the coefficient.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법은, 전자파 방사 예측 장치가 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하는 방법에 있어서, 전송선로를 구성하는 적어도 하나의 요소가 확률적 분포를 가지도록 설정된 랜덤 변수에 기초하여 일정 개수의 샘플을 추출하는 단계, 상기 추출된 일정 개수의 샘플 각각을 모델링하여 전자기장 시뮬레이션을 실행하는 단계, 각 샘플의 시뮬레이션 결과를 이용하여 전송선로의 전자파 방사 특성값을 예측하는 단계를 포함하되, 상기 시뮬레이션을 실행하는 단계는 상기 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출하고, 상기 추출된 S파라미터를 가지는 회로를 시뮬레이션하여 전류 소스를 추출하며, 상기 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션하는 것을 특징으로 한다. A method of predicting electromagnetic wave radiation by a common mode of a circuit according to another embodiment of the present invention is a method of predicting electromagnetic wave radiation by a common mode of a circuit in an electromagnetic wave radiation prediction apparatus, Extracting a certain number of samples based on a random variable set to have a probabilistic distribution, performing electromagnetic field simulation by modeling each of the extracted predetermined number of samples, and outputting simulation results of the samples to the transmission line Wherein the step of performing the simulation includes the steps of modeling a transmission line structure reflecting the random variable to extract an S parameter and simulating a circuit having the extracted S parameter to calculate a current source The extracted current source is applied, Characterized in that the calibration.

바람직하게는, 상기 샘플을 추출하는 단계는, 상기 전송선로 구조에서 공정 오차 내의 수치를 가지는 적어도 하나의 요소와 그 요소가 특정 확률적 분포를 가지도록 랜덤 변수를 설정하고, 상기 랜덤 변수에 대한 확률밀도함수를 설정하며, Stochastic Testing 알고리즘을 이용하여 일정 개수(K)의 테스팅 포인트(Testing point)를 지정하여 일정 개수(K)의 샘플을 추출할 수 있다. Preferably, the step of extracting the sample comprises setting at least one element having a numerical value in the process error in the transmission line structure and a random variable such that the element has a specific probability distribution, and calculating a probability Density function, and a sample of a certain number ( K ) can be extracted by designating a testing point of a certain number ( K ) by using a stochastic testing algorithm.

바람직하게는, 상기 테스팅 포인트의 개수(K)는 아래 기재된 수학식으로 산출될 수 있다.Preferably, the number of test points K can be calculated by the following equation.

[수학식] [Mathematical Expression]

Figure 112017123141318-pat00004
Figure 112017123141318-pat00004

여기서, d는 랜덤 변수의 개수이고, p는 확률밀도함수 최고차항의 차수임.Where d is the number of random variables and p is the order of the highest probability density function.

삭제delete

바람직하게는, 상기 예측하는 단계는, 각 테스팅 포인트에서의 랜덤변수에 해당하는 다항식과 시뮬레이션 결과를 이용하여 변환행렬을 생성하고, 상기 변환행렬의 역행렬을 이용하여 각각의 차수에 해당하는 계수를 산출하는 단계, 상기 산출된 계수를 이용하여 전자파 방사 예측값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. Preferably, the predicting step may include: generating a transform matrix by using a polynomial corresponding to a random variable at each testing point and a simulation result, and calculating a coefficient corresponding to each degree using an inverse matrix of the transform matrix And calculating a predicted value of the electromagnetic wave radiation using the calculated coefficient.

본 발명에 따르면, 회로 설계 단계에서 회로에서 발생할 수 있는 공통 모드 전류에 의한 전자파 방사 특성을 효율적으로 예측할 수 있다. 구체적으로, 회로의 설계단계에서 제조 중에 발생할 수 있는 공정 오차를 반영하여 전자기장 시뮬레이션을 실행하여 공통 모드 방사 특성을 예측함으로서, 종래에 제조가 완료되어 실물이 확보된 이후에야 측정으로 성능을 예측할 수 있었던 전자파 방사 특성을 사전에 예측할 수 있다. 따라서 종래에는 제품의 설계가 완료된 후 전자파 규격을 만족하지 않을 경우 문제점을 찾고 다시 재설계를 진행하였지만, 본 발명은 설계단계에서 공통 모드에 의한 전자파 방사량을 예측할 수 있어 개발 기간 단축 및 회로 품질 향상에 기여할 수 있다. According to the present invention, it is possible to efficiently predict an electromagnetic wave radiation characteristic due to a common mode current that can occur in a circuit in a circuit designing stage. Specifically, by simulating the electromagnetic field by reflecting the process errors that may occur during the manufacturing process of the circuit, the common mode radiation characteristic is predicted, and the performance can be predicted only after the manufacturing is completed and the real object is secured The electromagnetic wave radiation characteristics can be predicted in advance. However, the present invention can predict the amount of electromagnetic wave radiation due to the common mode in the designing stage, thereby shortening the development period and improving the circuit quality. You can contribute.

또한, 본 발명에 따르면, generalized Polynomial Chaos 방법으로 공통모드 방사 특성을 예측함으로써, 종래 방법에 비해 매우 적은 샘플만 추출하여 시뮬레이션을 진행하고, 이로 인해 빠른 시간에 공통 모드 방사 특성을 예측할 수 있다. Also, according to the present invention, by estimating the common mode radiation characteristic by the generalized Polynomial Chaos method, only a very small number of samples can be extracted and compared with the conventional method, and the common mode radiation characteristic can be predicted in a short time.

또한, 확률적으로 발생하는 구조적인 비대칭성으로 인해 발생하는 공통모드의 방사 특성을 상용 수치 해석 tool을 이용하여 편리하고 정확하게 예측할 수 있다. In addition, the radiation characteristics of the common mode caused by the stochastic structural asymmetry can be conveniently and accurately predicted using a commercial numerical analysis tool.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood to those of ordinary skill in the art from the following description.

도 1은 전송선로상의 방사 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법과 종래 방법을 비교하기 위한 도면이다.
도 3은 일반적인 확률적 분포를 가지는 변수가 포함된 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 변수를 포함한 전송선로 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하기 위한 coplanar stripline 모델을 나타낸 예시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 회로에서 방사되는 전자파의 측정결과와 예측결과를 비교한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하기 위한 microstrip coupled line 모델을 나타낸 예시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 모델에 Monte Carlo 방법을 이용하여 공통 모드의 전자파 방사를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 도 9에 도시된 모델에 generalized Polynomial Chaos 방법을 이용하여 공통 모드의 전자파 방사를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a view for explaining radiation characteristics on a transmission line.
2 is a diagram for comparing a method of predicting the electromagnetic wave radiated by a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention and a conventional method.
3 is a diagram for explaining a circuit including a variable having a general probability distribution.
4 is a diagram for explaining a transmission line circuit including a random variable according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining an apparatus for predicting an electromagnetic wave according to a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart for explaining a method of predicting the electromagnetic wave radiation according to a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a coplanar stripline model for predicting the electromagnetic wave radiation by the common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
8 is a graph comparing measurement results of the electromagnetic waves radiated from the circuit shown in FIG. 7 and prediction results.
9 is a diagram illustrating a microstrip coupled line model for predicting the electromagnetic wave radiation by the common mode of the circuit according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing a result of simulating electromagnetic wave radiation in the common mode using the Monte Carlo method in the model shown in FIG.
FIG. 11 is a graph showing a result of simulation of the common mode electromagnetic wave radiation using the generalized Polynomial Chaos method in the model shown in FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법과 종래 방법을 비교하기 위한 도면, 도 3은 일반적인 확률적 분포를 가지는 변수가 포함된 회로를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 변수를 포함한 전송선로 회로를 설명하기 위한 도면이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of predicting electromagnetic radiation by a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention, 4 is a diagram for explaining a transmission line circuit including a random variable according to an embodiment of the present invention.

도 2의 (a)는 종래 확정적 방법(Deterministic solution)을 이용한 회로의 전자파 방사 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이 방법은 설계자의 의도대로 정확한 수치로 구현된 회로를 사용하여 전자기장 시뮬레이션을 실행하는 방법이다. 2 (a) is a diagram for explaining a method of predicting the electromagnetic wave radiation of a circuit using a conventional deterministic solution. This method is a method of executing an electromagnetic field simulation using a circuit implemented with precise numerical values according to the designer's intention.

구체적으로, 확정적 방법(Deterministic solution)은 공정오차의 범위에서 일어날 수 있는 모든 경우의 수를 고려하는 방법으로, 전송선로간의 비대칭에 의한 공통모드 방사를 예측하려면, 각 변수가 변화할 수 있는 가지 수를 모두 곱한 가지 수 만큼의 전자장 시뮬레이션을 수행해야한다. 즉, 각 변수들의 공정오차를 산정하고, 그 오차범위 안에서 모두 N개의 가지 수를 가질 수 있다고 하면, 총 N ( 변수의갯수 ) 횟수만큼의 시뮬레이션을 수행해야 한다. Specifically, deterministic solution is a method that takes into account the number of all cases that can occur in the range of process errors. In order to predict common mode radiation by asymmetry between transmission lines, And the number of branches is multiplied. That is, if the process error of each variable is calculated, and if it is possible to have N branches all within the error range, a simulation of the total number N ( the number of variables ) must be performed.

예를 들면, 100um의 선로에 공정 오차

Figure 112017123141318-pat00005
를 적용한다고 하면, 85um부터 115um까지 1um단위의 등간격으로 31개의 개수로 나눠서 해석할 수 있다. 이때 4개의 다른 변수들도 31개의 개수로 나눠서 해석한다고 하면, 총 5개의 변수에 대하여
Figure 112017123141318-pat00006
만큼 시뮬레이션을 진행해야한다. 물론, 각 변수의 개수를 줄여서 시뮬레이션을 진행할 수는 있지만, 분석의 질이 현저히 떨어지게 되는 단점이 있다.For example, in a 100-μm line,
Figure 112017123141318-pat00005
, It is possible to divide it into 31 numbers at regular intervals of 1um from 85um to 115um. In this case, assuming that 4 different variables are divided into 31 numbers,
Figure 112017123141318-pat00006
As shown in FIG. Of course, it is possible to reduce the number of variables and proceed with the simulation, but the quality of the analysis is considerably deteriorated.

한편, 일반적으로 제품 제조과정에서는 확률적 분포가 발생하고, 이는 도 3에 도시된 회로와 같이 확률적 분포를 가지는 랜덤변수를 포함한다. On the other hand, in general, the product manufacturing process generates a stochastic distribution, which includes a random variable having a stochastic distribution such as the circuit shown in Fig.

이러한 확률적 분포를 가지는 랜덤변수를 포함한 문제를 해결하기 위해서는 종래의 확정적(Deterministic) 문제들을 확률적(Stochastic)문제들로 다시 정의하여 접근해야 하며, 문제에 존재하는 변수들을 랜덤변수로 바꾸어 접근해야 한다.In order to solve the problem involving the random variable with the probabilistic distribution, the conventional deterministic problems should be redefined as stochastic problems, and the variables present in the problem should be changed to random variables do.

이에, 전송선로의 공통모드에 의한 전자파 방사 특성을 확률적으로 예측하는 방법이 있다. 이러한 방법으로 도 2에 도시된 (b), (c), (d) 등이 있다.Therefore, there is a method of probabilistically predicting the electromagnetic wave radiation characteristic by the common mode of the transmission line. In this way, there are (b), (c), (d), etc. shown in FIG.

먼저, (b)는 Monte-Carlo 방법을 이용하여 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하는 방법이다. 이 방법은 공정 오차 내에 랜덤한 N 개의 샘플 회로를 구성하고, N개의 샘플 회로를 각각 전자기장 시뮬레이션하여 전자기장 방사 특성을 예측하는 방법이다. 이 방법은 랜덤 샘플 수(N)가 많을수록 실제와 유사한 예측수준을 가질 수 있으나, 신뢰성 있는 데이터를 얻기 위해서는 시뮬레이션 반복 수행을 많이 해야 한다는 단점이 있다. 또한, Monte-Carlo(MC) 방법은 일정 수준이상 수렴하여 신뢰성 높은 예측 결과를 얻기 위해 확률적 공차가 적용되어야 하는 변수의 수에 따라 수행 횟수가 급격히 증가하는 문제점이 있어서 실제 적용되는 분야는 제한적이고, 엔지니어의 경험에 근거하여 매우 협소한 범위에서만 사용이 가능하다는 단점이 있다. First, (b) is a method for predicting the electromagnetic radiation by the common mode of the circuit by using the Monte-Carlo method. This method is a method of constructing random N sample circuits within a process error and simulating the electromagnetic field of each of the N sample circuits to predict the electromagnetic field radiation characteristic. This method has a similar prediction level as the number of random samples ( N ) increases, but has a drawback in that it is necessary to perform simulation repetition in order to obtain reliable data. In addition, the Monte-Carlo (MC) method has a problem that the number of execution increases suddenly according to the number of variables to which the stochastic tolerance should be applied in order to obtain a reliable prediction result by converging over a certain level, , It can be used only in a very narrow range based on the experience of the engineer.

다음으로, (c)는 generalized Polynomial Chaos(gPC) 방법을 이용하여 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하는 방법이다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. Next, (c) is a method of predicting the electromagnetic radiation by the common mode of the circuit by using the generalized Polynomial Chaos (gPC) method. A detailed description thereof will be given later.

그 외 (d)에 도시된 Monte-Carlo와 generalized Polynomial Chaos 방법 이외에도 Unscented Transformation, Stochastic Galerkin Method, Polynomial Chaos Method, Stochastic Collocation Method, Sensitivity Analysis 등의 방법들을 이용하여 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하는 방법이 있다. 이러한 방법은 적용하는 확률적인 기법에 따라서 계산해야하는 가지 수를 적절히 또는 획기적으로 줄일 수 있다. 그러나, Stochastic Collocation이나 Stochastic Galerkin method 는 주어진 문제에 대해 확률 통계적 접근을 위한 편미분방정식(PDE:Partial Differential Equation)을 유도해내는 과정이 복잡하고 구현하기 어려우며, 관련 기본 지식에 대한 이해도가 높은 엔지니어가 아니라면 수행하기 어려운 단점이 있다.In addition to Monte-Carlo and generalized Polynomial Chaos method shown in (d), we can predict the electromagnetic radiation by the common mode of circuits by using Unscented Transformation, Stochastic Galerkin Method, Polynomial Chaos Method, Stochastic Collocation Method and Sensitivity Analysis There is a way. This method can appropriately or dramatically reduce the number of branches to be computed according to the stochastic technique to be applied. However, the Stochastic Collocation or Stochastic Galerkin method is not an engineer with a complex understanding of the basic knowledge and a complex process of deriving Partial Differential Equation (PDE) for a given statistical approach. It is difficult to carry out.

이러한 확률적 예측 기법의 단점들을 보완한 방법으로, (c)에 도시된 generalized Polynomial Chaos(gPC) 방법이 있다. generalized Polynomial Chaos(gPC) 방법은 공정 오차가 특정한 확률 분포로 나타난다고 할 때 stochastic testing 알고리즘을 이용해서 몇 개의 샘플만 추출하여 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하는 방법이다. To overcome these shortcomings of the probabilistic prediction technique, there is a generalized Polynomial Chaos (gPC) method shown in (c). The generalized polynomial Chaos (gPC) method is a method of estimating the electromagnetic radiation by the common mode by extracting only a few samples using the stochastic testing algorithm when the process error appears as a certain probability distribution.

구체적으로, generalized Polynomial Chaos 방법은 stochastic testing 기법을 이용하여 K개(K<<N)의 testing point를 지정하며 K개의 샘플만 추출하여 전자기장 시뮬레이션을 진행한다. 여기서, Stochastic Testing 방법은 확률적으로 의미있는

Figure 112017123141318-pat00007
개의 샘플을 추출하는 방법으로
Figure 112017123141318-pat00008
개의 샘플은
Figure 112017123141318-pat00009
에 의해 산출된다. 이때 d는 랜덤변수의 개수이고, p는 최고차항의 차수를 의미한다. Specifically, generalized Polynomial Chaos method specifies a testing point of K (K << N) using a stochastic testing techniques, and the process proceeds to an electromagnetic field simulation by extracting only the K samples. Here, the stochastic testing method has a statistically significant
Figure 112017123141318-pat00007
How to extract samples of
Figure 112017123141318-pat00008
The samples of
Figure 112017123141318-pat00009
Lt; / RTI &gt; Where d is the number of random variables and p is the order of the highest order.

이러한 generalized Polynomial Chaos 방법은 기존의 방법에 비해 매우 적은 샘플만 추출하여 시뮬레이션을 진행하므로 빠른 시간에 공통 모드 방사 특성을 예측할 수 있다. 또한, generalized Polynomial Chaos 방법은 회로가 어떤 공정 범위 오차 내에 있다는 확률적인 접근을 통해 회로 제조 중에 발생할 수 있는 회로 전송선로의 비대칭성에 기인하는 공통 모드 방사를 예측할 수 있다. 또한, generalized Polynomial Chaos(gPC) 방법은 확률적으로 발생하는 구조적인 비대칭성으로 인해 발생하는 공통모드의 방사 특성을 상용 수치 해석 tool을 이용하여 편리하고 정확하게 예측할 수 있다.Since the generalized polynomial Chaos method extracts only a very small number of samples and performs the simulation, it can predict the common mode radiation characteristics in a short time. In addition, the generalized Polynomial Chaos method can predict the common mode radiation due to the asymmetry of the circuit transmission line, which can occur during circuit manufacturing, through a probabilistic approach that the circuit is within a process range error. Also, the generalized polynomial Chaos (gPC) method can conveniently and accurately predict the radiation characteristics of common mode caused by stochastic structural asymmetry using a commercial numerical analysis tool.

이하, generalized Polynomial Chaos에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, generalized Polynomial Chaos will be described.

Polynomial Chaos framework에 의하면, 간단한 전송 선로(예컨대, microstrip, stripline 등)와 일반적인 비선형 소자(non-linear device)를 포함한 고속 동작 회로에서의 임의의 노드 전압을 v(t) 라고 하고, 회로를 구성하고 있는 각각의 요소를 확률적 분포를 가지는 랜덤 변수

Figure 112017123141318-pat00010
(
Figure 112017123141318-pat00011
는 독립적이고 이상분포를 가지는 다차원(multi-dimensional) 랜덤변수)로 표현할 수 있다고 하면, 임의의 노드 전압은 확률적 분포를 가지는 랜덤변수를 포함한 spectral 노드 전압
Figure 112017123141318-pat00012
로 표현이 가능하다. 이때, 랜덤 변수를 포함한 전송선로 회로는 도 4와 같을 수 있다. According to the Polynomial Chaos framework, an arbitrary node voltage in a high-speed operation circuit including a simple transmission line (e.g., microstrip, stripline, etc.) and a general non-linear device is called v ( t ) Each of the elements in the random variable
Figure 112017123141318-pat00010
(
Figure 112017123141318-pat00011
Is an independent and multi-dimensional random variable having an ideal distribution, the arbitrary node voltage is expressed by a spectral node voltage including a random variable having a stochastic distribution
Figure 112017123141318-pat00012
Can be expressed as. At this time, the transmission line circuit including the random variable may be as shown in FIG.

Generalized Polynomial Chaos 개념에 의해 spectral 노드 전압

Figure 112017123141318-pat00013
는 직교 다항식을 통해 랜덤변수와 기저함수를 이용한 전개식이 가능하다. 랜덤변수
Figure 112017123141318-pat00014
와 직교 다항식간의 관계는 표 1과 같이 랜덤변수
Figure 112017123141318-pat00015
의 확률밀도함수(Probability Density Function : PDF)에 관계가 있다. Spectral Node Voltage by Generalized Polynomial Chaos Concept
Figure 112017123141318-pat00013
Can be expanded by using random variables and basis functions through orthogonal polynomials. Random variable
Figure 112017123141318-pat00014
And the orthogonal polynomials are as shown in Table 1,
Figure 112017123141318-pat00015
(Probability Density Function: PDF).

Figure 112017123141318-pat00016
Figure 112017123141318-pat00016

Spectral 노드 전압은 다시 유한한 수의 항으로 다시 근사화가 가능하며, 이는 아래 기재된 수학식 1과 같이 표현이 가능하다. The spectral node voltage can be approximated again to a finite number of terms, which can be expressed as Equation 1 below.

Figure 112017123141318-pat00017
Figure 112017123141318-pat00017

여기서, Ф는 표 1에서 관계된 k차 다항식을 의미하고, v k 는 각각의 차수에 해당하여 결정되는(Deterministic) 계수로, 아래 기재된 수학식 2의 K개의 항으로 근사화가 가능하다.Here,? Represents a k- th degree polynomial related to Table 1, v k is a deterministic coefficient corresponding to each degree, and can be approximated by K terms of Equation (2) described below.

Figure 112017123141318-pat00018
Figure 112017123141318-pat00018

여기서, p는 다항식(polynomial) 최고차항의 차수, d는 랜덤 변수의 개수를 의미한다. 일반적으로 circuit 회로에서는 p = 2 를 사용하여도 정확도가 확보된다는 것이 알려져 있다.Where p is the order of the polynomial highest order and d is the number of random variables. It is generally known that accuracy is guaranteed even with p = 2 in a circuit circuit.

Stochastic 공간에서 일반적인 두 함수 Ф1와 Ф2의 내적(inner product)은 아래 기재된 수학식 3과 같다. The inner product of two general functions Φ 1 and Φ 2 in the stochastic space is shown in Equation 3 below.

Figure 112017123141318-pat00019
Figure 112017123141318-pat00019

여기서,

Figure 112017123141318-pat00020
Figure 112017123141318-pat00021
의 확률 밀도 함수이다.here,
Figure 112017123141318-pat00020
The
Figure 112017123141318-pat00021
Is a probability density function of.

Normalized generalized Polynomial Chaos의 기저함수는 서로 직교하기 때문에 아래 기재된 수학식 4와 같은 성질을 가지게 된다. Since the basis functions of the normalized generalized polynomial Chaos are orthogonal to each other, they have the following Equation (4).

Figure 112017123141318-pat00022
Figure 112017123141318-pat00022

여기서,

Figure 112017123141318-pat00023
는 Kroneker-Delta 함수이다.here,
Figure 112017123141318-pat00023
Is the Kroneker-Delta function.

이러한 직교함수의 특성으로 인해 수학식 1에 있는 계수를 구할 수만 있다면 복잡한 전개식과 관계없이 통계적 지표를 직접 계산이 가능하게 된다. 통계적 지표는 평균값, 분산 등을 포함하는 것으로, Spectral 노드 전압의 평균값은 아래 기재된 수학식 5를 이용하여 산출할 수 있고, 분산은 아래 기재된 수학식 6을 이용하여 산출할 수 있다. Due to the characteristics of such an orthogonal function, it is possible to directly calculate the statistical indices regardless of the complex expansion form if the coefficients in Equation 1 can be obtained. The statistical index includes an average value, dispersion, and the like. The average value of the spectral node voltage can be calculated using Equation (5) described below, and the dispersion can be calculated using Equation (6) described below.

Figure 112017123141318-pat00024
Figure 112017123141318-pat00024

Figure 112017123141318-pat00025
Figure 112017123141318-pat00025

이하, 상술한 generalized Polynomial Chaos(gPC)을 이용하여 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하는 기술에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a technique for predicting the electromagnetic wave radiation by the common mode of the circuit using the generalized Polynomial Chaos (gPC) will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining an apparatus for predicting an electromagnetic wave according to a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치(100)는 샘플 추출부(110), 시뮬레이션 실행부(120), 예측부(130)를 포함한다.5, an apparatus 100 for predicting electromagnetic radiation by a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention includes a sample extracting unit 110, a simulation executing unit 120, and a predicting unit 130 .

샘플 추출부(110)는 전송선로를 구성하는 적어도 하나의 요소가 확률적 분포를 가지도록 설정된 랜덤 변수에 기초하여 일정 개수의 샘플을 추출한다. 즉, 샘플 추출부(110)는 전송선로 구조에서 공정 오차를 가지는 적어도 하나의 요소와 그 요소가 특정 확률적 분포를 가지도록 랜덤 변수를 설정하고, 상기 랜덤 변수에 대한 확률밀도함수를 설정하며, Stochastic Testing 알고리즘을 이용하여 일정 개수(K)의 테스팅 포인트(Testing point)를 지정하여 일정 개수(K)의 샘플을 추출한다. 여기서, 전송선로를 구성하는 요소는 전송선로의 구조에서 선로의 너비, 선로간의 간격, 기판의 두께 등을 포함할 수 있다. 따라서, 랜덤 변수는 전송선로의 구조 중에 제조 공차의 영향을 받는 주요 인자, 즉 전송선로의 제조과정 중 공정 오차 내에서 랜덤한 수치를 가지는 설계 변수로, 예컨대, 선로의 너비, 선로간의 간격, 기판의 두께 등을 포함할 수 있다. 또한, 랜덤 변수는 가우신안 분포, 감마 분포, 베타 분포 등의 확률적 분포를 가진다. 확률밀도함수의 종류는 Hermite, Laguerre, Jacobi 등을 포함할 수 있다. Stochastic Testing 알고리즘은 확률적으로 의미있는

Figure 112017123141318-pat00026
개의 샘플을 추출하는 방법으로
Figure 112017123141318-pat00027
개의 샘플은 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.The sample extracting unit 110 extracts a certain number of samples based on a random variable set so that at least one element constituting the transmission line has a probabilistic distribution. That is, the sample extracting unit 110 sets at least one element having a process error in a transmission line structure and a random variable such that the element has a certain probability distribution, sets a probability density function for the random variable, A sample of a predetermined number ( K ) is extracted by designating a testing point of a certain number ( K ) by using a stochastic testing algorithm. Here, the elements constituting the transmission line may include the width of the line, the distance between the lines, the thickness of the substrate, and the like in the structure of the transmission line. Therefore, the random variable is a design parameter having a random value in the process error during the manufacturing process of the transmission line, such as the width of the line, the spacing between the lines, And the like. The random variable has a stochastic distribution such as a Gaussian distribution, a gamma distribution, and a beta distribution. The types of probability density functions can include Hermite, Laguerre, Jacobi, and so on. Stochastic Testing algorithms are probabilistically meaningful
Figure 112017123141318-pat00026
How to extract samples of
Figure 112017123141318-pat00027
The number of samples can be calculated by the following equation (2).

예를 들어, 전송선로 구조에서 두 선로의 폭과 두 선로 사이의 간격 총 3가지를 주요 인자로 선정하고, 확률밀도함수 최고차항의 차수 p는 2로 설정하였다. 각각 가우시안 분포를 가지는 랜덤 변수로 정의하며, Hermite를 확률밀도함수로 정의한 경우, 샘플 추출부는 수학식 2에 기초하여 {(2+3)!/(2!3!)}=10개의 샘플을 추출하게 된다. For example, in the transmission line structure, the width of two lines and the interval between two lines are selected as main factors, and the order p of the probability density function maximum order is set to 2. (2! 3!) = 10 samples are extracted based on the equation (2) when Hermite is defined as a random density variable having a Gaussian distribution and the Hermite is defined as a probability density function. .

시뮬레이션 실행부(120)는 샘플 추출부(110)에서 추출된 일정 개수의 샘플 각각을 모델링하여 전자기장 시뮬레이션을 실행한다.The simulation executing unit 120 models each of the predetermined number of samples extracted by the sample extracting unit 110 and executes electromagnetic field simulation.

이러한 시뮬레이션 실행부(120)는 구조 모델링부(122), 소스 모델링부(124), 시뮬레이션부(126)를 포함한다. The simulation execution unit 120 includes a structure modeling unit 122, a source modeling unit 124, and a simulation unit 126.

구조 모델링부(122)는 기 정의된 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출한다. 즉, 구조 모델링부(122)는 샘플 추출부(110)에서 지정한 랜덤 변수들을 전송선로나 회로에 반영한 후 모델링하여, 전송선로의 S파라미터를 추출한다. 여기서, S파라미터는 주파수분포상에서 입사전압대 반사전압의 비를 의미하는 것으로, 전송선로의 전송성능을 해석할 수 있다. 즉, S파라미터를 통해 각 선로의 삽입손실, 전달능력, 선로 커플링 등을 체크할 수 있다. The structure modeling unit 122 extracts S parameters by modeling the transmission line structure reflecting the predefined random variables. That is, the structure modeling unit 122 reflects the random variables specified by the sample extracting unit 110 on a transmission line or a circuit, and then models the S parameters to extract S parameters of the transmission line. Here, the S parameter means the ratio of the incident voltage to the reflection voltage in the frequency distribution, and the transmission performance of the transmission line can be analyzed. That is, the insertion loss, transmission capacity, line coupling, etc. of each line can be checked through the S parameter.

구조 모델링부(122)는 전송선로의 S-parameter를 추출하기 위해 HFSS, CST, FEKO 등의 전자기장 시뮬레이션 S/W를 이용할 수 있다.The structure modeling unit 122 may use an electromagnetic field simulation S / W such as HFSS, CST, FEKO, etc. to extract the S-parameter of the transmission line.

소스 모델링부(124)는 구조 모델링부(122)에서 추출된 S파라미터로 회로를 구성하여 전류 소스를 추출한다. 즉, 소스 모델링부(124)는 구조 모델링부(122)에서 추출한 S-parameter를 가지는 모델로 시뮬레이션(simulation)을 하여 각 전송선로 입/출력 노드에서의 전류 소스를 추출한다. 이때, 소스 모델링부(124)는 HSPICE, ADS, Ansys Designer 등의 시뮬레이션 S/W를 이용하여 전류 소스를 추출할 수 있다. The source modeling unit 124 constructs a circuit with S parameters extracted by the structure modeling unit 122 to extract a current source. That is, the source modeling unit 124 simulates a model having the S-parameter extracted by the structure modeling unit 122 to extract a current source at the input / output node to each transmission line. At this time, the source modeling unit 124 can extract a current source using a simulation S / W such as HSPICE, ADS, and Ansys Designer.

시뮬레이션부(126)는 소스 모델링부(124)에서 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션한다. 즉, 시뮬레이션부(126)는 소스 모델링부(124)에서 추출된 전류 소스를 HFSS, CST, FEKO 등의 전자기장 시뮬레이션 S/W에서 구하고자 하는 전자장의 source로 인가하여 전자장 방사 시뮬레이션(simulation)을 진행한다.The simulation unit 126 applies the extracted current source from the source modeling unit 124 to simulate the electromagnetic field emission. That is, the simulation unit 126 applies the electric current source extracted by the source modeling unit 124 to the source of the electromagnetic field to be obtained from the electromagnetic field simulation S / W of HFSS, CST, FEKO, etc. to perform electromagnetic field emission simulation do.

상기와 같이 구성된 시뮬레이션 실행부(120)는 샘플 추출부(110)에서 추출된 각 샘플에 대해 시뮬레이션을 각각 실행하므로, 샘플 수만큼의 시뮬레이션를 반복 수행할 수 있다.The simulation execution unit 120 configured as described above executes simulations for each sample extracted by the sample extraction unit 110, so that it is possible to repeat the simulation for the number of samples.

예측부(130)는 각 샘플의 시뮬레이션 결과를 이용하여 전송선로의 전자파 방사 예측값을 산출한다. 즉, 예측부(130)는 각 샘플의 시뮬레이션 결과와 변환행렬을 이용하여 전자파 방사 특성 즉, 평균과 분산 등의 통계적 지표를 산출할 수 있다. The predicting unit 130 calculates the electromagnetic wave radiation predicted value of the transmission line using the simulation result of each sample. That is, the predicting unit 130 can calculate statistical indices of the electromagnetic wave radiation characteristics, that is, the average and the dispersion, using the simulation results of each sample and the conversion matrix.

이러한 예측부(130)는 계수 산출부(132), 예측값 산출부(134)를 포함한다. The predicting unit 130 includes a coefficient calculating unit 132 and a predicted value calculating unit 134.

계수 산출부(132)는 각 테스팅 포인트에서의 랜덤변수에 해당하는 다항식과 시뮬레이션 결과를 이용하여 변환행렬을 생성하고, 그 변환행렬의 역행렬을 이용하여 각각의 차수에 해당하는 계수를 산출한다. The coefficient calculator 132 generates a transform matrix using a polynomial corresponding to a random variable at each testing point and a simulation result, and calculates a coefficient corresponding to each degree using an inverse matrix of the transform matrix.

Polynomial Chaos framework 의 접근 방식의 핵심은 수학식 1의 근사식에서 각 항에 들어가는 계수 vk를 구하는 것이다. 계수 vk를 구하기 위해 Stochastic Testing 알고리즘에 의한 Testing Node를 구하는 방법을 이용한다. The key to the approach of the Polynomial Chaos framework is to find the coefficient v k for each term in the approximation of equation (1). To obtain the coefficient v k , a method of obtaining a testing node by a stochastic testing algorithm is used.

이에, 확률적 분포를 가지는 입력 변수를 표준 랜덤변수에 관계된 식으로 표현하면, 아래 기재된 수학식 7과 같다. Thus, if an input variable having a stochastic distribution is expressed by an equation related to a standard random variable, Equation (7) described below is obtained.

Figure 112017123141318-pat00028
Figure 112017123141318-pat00028

여기서, X는 입력변수, μ는 평균, σ는 분산일 수 있다. Where X is the input variable, μ is the mean, and σ is the variance.

수학식 7과 같은 입력변수가 고려된 시스템의 출력 y 를 랜덤변수를 사용하여 수학식 1과 같이 표현하면, 아래 기재된 수학식 8과 같다. The output y of the system in which the input variables such as Equation (7) are considered is expressed as Equation (1) using the random variable as shown in Equation (8).

Figure 112017123141318-pat00029
Figure 112017123141318-pat00029

수학식 8은 아래 기재된 수학식 9와 같은 다차원의 행렬식(이하, '변환행렬'이라 칭함)으로 변환할 수 있다. Equation (8) can be transformed into a multi-dimensional matrix equation (hereinafter referred to as a &quot; transformation matrix &quot;) as shown in Equation (9).

Figure 112017123141318-pat00030
Figure 112017123141318-pat00030

변환 행렬은 각 테스팅 포인트에서의 랜덤변수에 해당하는 다항식과 시스템의 입력과 출력을 행렬로 표현한 식일 수 있다. The transformation matrix may be a polynomial corresponding to a random variable at each testing point and a matrix representation of the input and output of the system.

랜덤변수를 Gaussian 랜덤 변수라고 가정한 경우, 표 1에 의해 Hermite Polynomial을 수학식 1의 전개식에 사용할 수 있다. 한 가지 종류의 랜덤변수

Figure 112017123141318-pat00031
에 대한 정규화된 직교 다항식은 아래 기재된 수학식 10 및 수학식 11과 같다. If the random variable is assumed to be a Gaussian random variable, the Hermite Polynomial can be used in the expansion formula of Equation (1) according to Table 1. One kind of random variable
Figure 112017123141318-pat00031
The normalized orthonormal polynomials for Equation (10) and Equation (11) are as follows.

Figure 112017123141318-pat00032
Figure 112017123141318-pat00032

Figure 112017123141318-pat00033
Figure 112017123141318-pat00033

두 개의 Gaussian 랜덤변수가 포함된 경우에는 아래 기재된 수학식 12 및 수학식 13과 같이 하나의 랜덤변수에서 사용한 Hermite Polynomial을 곱의 형태로 사용해야 한다.When two Gaussian random variables are included, the Hermite Polynomial used in one random variable should be used in the form of a product as shown in Equations (12) and (13) described below.

Figure 112017123141318-pat00034
Figure 112017123141318-pat00034

Figure 112017123141318-pat00035
Figure 112017123141318-pat00035

따라서, 계수 산출부(132)는 각 테스팅 포인트에서의 랜덤변수에 해당하는 다항식과 시뮬레이션 결과를 이용하여 변환행렬을 생성하고, 그 변환행렬의 역행렬을 이용하여 각각의 K차 계수를 산출할 수 있다. Therefore, the coefficient calculation unit 132 can generate a transform matrix using the polynomial equation corresponding to the random variable at each testing point and the simulation result, and calculate the K- th coefficient using the inverse matrix of the transform matrix .

예측값 산출부(134)는 계수 산출부(132)에서 산출된 계수를 이용하여 전자파 방사 예측값을 산출한다. 즉, 예측값 산출부(134)는 산출된 k차 계수로 수학식 5와 수학식 6을 이용하여 평균과 분산 등의 통계적 지표를 전자파 방사 예측값으로 산출할 수 있다. 또한 수학식 1과 랜덤 변수를 이용하면 반복적인 simulation 대신 계산식을 이용한 통계적 분포를 쉽게 산출할 수 있다. The predictive value calculating unit 134 calculates the predicted value of the electromagnetic wave radiation using the coefficient calculated by the coefficient calculating unit 132. [ That is, the predictive value calculating unit 134 can calculate the statistical indices such as the mean and variance as the electromagnetic wave radiated predicted values by using Equation 5 and Equation 6 with the calculated k- th coefficient. Also, by using Equation 1 and the random variable, it is possible to easily calculate the statistical distribution using the equation instead of the repetitive simulation.

상술한 바와 같이, 예측부(130)는 각 샘플들의 시뮬레이션 결과와 변환행렬을 곱하여 최종 결과들의 평균값과 최소/최대 경계선 등의 전자파 방사 특성을 예측할 수 있다. As described above, the predicting unit 130 may multiply the simulation result of each sample by the conversion matrix to predict the average value of the final results and the electromagnetic radiation characteristics such as the minimum / maximum boundary line.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 6 is a flowchart for explaining a method of predicting the electromagnetic wave radiation according to a common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 장치는 기 정의된 랜덤 변수에 기초하여 일정 개수의 샘플을 추출한다(S610). 이때, 장치는 전송선로 구조의 변수 중 적용할 랜덤 변수와 확률 밀도 함수의 종류를 정의한 후, Stochastic Testing 알고리즘을 이용하여 일정 개수(예컨대, K 개)의 Testing point를 지정하여 일정 개수(K개)의 샘플을 추출한다.Referring to FIG. 6, the apparatus extracts a certain number of samples based on a predefined random variable (S610). At this time, the apparatus, define a type of random variable with probability density function applicable of the variables of Structural the transmission line, a predetermined number by using the Stochastic Testing algorithm specifies Testing point a predetermined number (for example, K pieces) (K pcs) .

단계 S610이 수행되면, 장치는 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출한다(S620). 랜덤변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하면, (a)와 같은 전송선로 구조 모델이 시뮬레이션되고, 이 모델을 통해 (b)와 같은 S파라미터가 추출된다. When step S610 is performed, the apparatus models the transmission line structure reflecting the random variable to extract S parameters (S620). When the transmission line structure is modeled with random variables, the transmission line structure model as shown in (a) is simulated, and S parameters as shown in (b) are extracted through this model.

단계 S620이 수행되면, 장치는 전송선로 구조 모델로 회로를 구성하여 전류 소스를 추출한다(S630). 전송선로 구도 모델로 회로를 시뮬레이션하면 (c)와 같은 회로가 구성되고, 이 회로를 통해 각 전송선로 입출력 노드에서의 전류소스를 (d)와 같이 추출할 수 있다.When step S620 is performed, the device constructs a circuit with a transmission line structural model to extract a current source (S630). Simulating a circuit with a transmission line composition model constitutes a circuit as in (c), and through this circuit, the current source at the input and output nodes to each transmission line can be extracted as shown in (d).

단계 S630이 수행되면, 장치는 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션한다(S640). 전자장 방사를 시뮬레이션하면, (e)와 같은 주파수별 전자장 세기가 시뮬레이션 결과로 출력될 수 있다.When step S630 is performed, the apparatus simulates the electromagnetic field emission by applying the extracted current source (S640). By simulating the electromagnetic field emission, the electromagnetic field intensity per frequency as shown in (e) can be output as a simulation result.

단계 S620부터 단계 S640은 단계 S610에서 추출된 샘플마다 실행될 수 있다.Steps S620 to S640 may be performed for each sample extracted in step S610.

모든 샘플에 대한 시뮬레이션이 실행되면, 장치는 각 샘플의 시뮬레이션 결과를 이용하여 전송선로의 전자파 방사 특성값을 예측한다(S650).When simulation for all the samples is performed, the apparatus predicts the electromagnetic wave radiation characteristic value of the transmission line using the simulation result of each sample (S650).

이러한 절차에 의해 전송선로의 전자파 방사 특성값을 예측하면, 랜덤 변수의 수가 증가하더라도 Stochastic Testing 알고리즘에 의해 Testing point의 수는 다른 확률적 예측기법(Stochastic Galerkin 기법 등)에 비해 크게 증가하지 않는다. 이러한 시간의 이점으로 인해 한정된 시간 내에 더 많은 예측을 가능하게 함으로써, 제품 생산 중 발생할 수 있는 예측할 수 없는 공정 산포에 의한 영향이나, 여러 동작 조건에서의 성능들 예측하는데 매우 유용하다.By using this procedure, the number of testing points is not significantly increased by the stochastic testing algorithm compared with other stochastic prediction techniques (Stochastic Galerkin method, etc.) even if the number of random variables increases by predicting the electromagnetic radiation characteristics of transmission lines. This time advantage makes it possible to predict more in a limited amount of time, which is very useful for predicting the effects of unpredictable process variations that may occur during product production or performance under various operating conditions.

이하, 본 발명에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법의 효과를 실험 결과를 통해 설명하기로 한다. Hereinafter, the effect of the electromagnetic wave radiation predicting method by the common mode of the circuit according to the present invention will be described with reference to experimental results.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하기 위한 coplanar stripline 모델을 나타낸 예시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 회로에서 방사되는 전자파의 측정결과와 예측결과를 비교한 그래프이다.FIG. 7 is a view illustrating a coplanar stripline model for predicting the electromagnetic wave radiation according to the common mode of the circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a graph showing the measurement result of the electromagnetic wave radiated from the circuit shown in FIG. Fig.

도 7을 참조하면, coplanar stripline은 상대 유전율 4.7인 Glass Epoxy를 사용하였으며, 도체는 도전율이 5.8*107인 구리를 사용했다. 여기서 도체의 두께는 0.5 oz이다. coplanar stripline의 길이는 6인치이며 회로의 입력단에 진폭 0-5V, 주파수 10MHz, 듀티사이클 50%, 상승 시간 4ns, 하강 시간 2ns인 펄스 파형을 인가하였고 부하의 종단은 개방하였다. coplanar stripline의 두 선로의 폭은 25 mils이고, 두 선로 사이의 간격(한 선로의 중심부터 다른 한 선로의 중심까지의 간격)은 380mils이다. 전송선로 모델에서 두 선로의 폭과 두 선로 사이의 간격을 제조 과정 중 공정 오차 내에서 랜덤한 수치를 가지는 설계 변수로 놓고 3가지 변수(두 선로의 폭과 두 선로 사이의 간격)에 대해 종래의 확정적 파라미터를 이용한 계산 방법(이하 종래의 방법)과 generalized Polynomial Chaos 방법을 사용하여 공통 모드 방사를 예측하기 위한 시뮬레이션을 진행하였다.Referring to FIG. 7, the coplanar stripline was made of glass epoxy having a relative permittivity of 4.7, and the conductor was made of copper having a conductivity of 5.8 * 10 &lt; 7 & gt ;. Here, the thickness of the conductor is 0.5 oz. The length of the coplanar stripline was 6 inches. A pulse waveform with amplitude 0-5V, frequency 10MHz, duty cycle 50%, rise time 4ns, fall time 2ns was applied to the input of the circuit, and the end of the load was opened. The width of the two lines of the coplanar stripline is 25 mils, and the spacing between the two lines (the distance from the center of one line to the center of the other) is 380 mils. In the transmission line model, the width of two lines and the distance between the two lines are set as design variables with random values within the process error during the manufacturing process. Three variables (the width of the two lines and the distance between the two lines) Simulation for predicting the common mode emission was performed by using the calculation method using deterministic parameters (hereinafter referred to as the conventional method) and the generalized Polynomial Chaos method.

도 8을 참조하여 측정 결과와 시뮬레이션 결과를 살펴보면, 빨간색 라인은 측정 결과이며, 검정색 O마크는 종래 방법을 사용한 시뮬레이션 결과, 파란색 X마크는 generalized Polynomial Chaos 방법을 사용한 시뮬레이션 결과 그래프이다. 종래의 방법은 측정 결과 값과 비교해 볼 때 공통 모드 방사의 값을 예측하기 어려우나 generalized Polynomial Chaos 방법은 3 표준편차 범위

Figure 112017123141318-pat00036
안에 드는 결과 값을 보이며 측정값에 거의 일치하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, the red line is a measurement result, the black O mark is a simulation result using a conventional method, and the blue X mark is a simulation result using a generalized polynomial Chaos method. The conventional method is difficult to predict the value of the common mode radiation when compared with the measurement result value, but the generalized polynomial Chaos method has a 3 standard deviation range
Figure 112017123141318-pat00036
The results are shown in Fig.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하기 위한 microstrip coupled line 모델을 나타낸 예시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 모델에 Monte Carlo 방법을 이용하여 공통 모드의 전자파 방사를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 11은 도 9에 도시된 모델에 generalized Polynomial Chaos 방법을 이용하여 공통 모드의 전자파 방사를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.9 is a diagram illustrating a microstrip coupled line model for predicting the electromagnetic wave radiation by the common mode of a circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a graph showing a simulation result of a common mode electromagnetic wave emission using the generalized Polynomial Chaos method in the model shown in FIG. 9. FIG.

도 9를 참조하면, microstrip coupled line은 기판의 높이가 1.57 mm이고, 상대 유전율 2.2인 유전체를 사용했으며, 도체는 도전율이

Figure 112017123141318-pat00037
인 구리를 사용했다. 여기서 도체의 두께는 0.5oz이다. microstrip coupled line의 길이는 150mm이며 회로의 입력단에 진폭 0-5V, 주파수 10MHz, 듀티사이클 50%, 상승 시간 4ns, 하강 시간 2ns인 펄스 파형을 인가하였고 전송선로의 종단의 저항은 50Ω이다. microstrip coupled line에는 4개의 선로가 있으며 각 선로의 폭은 4.65mm이고, 차동 쌍(differential pair)을 이루는 선로 사이의 간격은 9mm이다. 전송선로 모델에서 네 선로의 폭과 차동 쌍을 이루는 선로 사이의 간격, 그리고 기판의 높이를 제조 과정 중 공정 오차 내에서 랜덤한 수치를 가지는 설계 변수로 놓고 7가지 변수(네 선로의 폭, 차동 쌍을 이루는 선로 사이의 간격, 기판의 높이)에 대해 종래의 Monte Carlo 방법과 본 발명의 generalized Polynomial Chaos 방법을 사용하여 공통 모드 방사를 예측하기 위한 시뮬레이션을 진행하였다.Referring to FIG. 9, a microstrip coupled line has a dielectric with a substrate height of 1.57 mm and a relative dielectric constant of 2.2,
Figure 112017123141318-pat00037
I used phosphorus. Here, the thickness of the conductor is 0.5 oz. The length of the microstrip coupled line is 150mm, and pulse waveform of amplitude 0-5V, frequency 10MHz, duty cycle 50%, rise time 4ns, fall time 2ns is applied to the input terminal of the circuit. The microstrip coupled line has four lines, the width of each line is 4.65mm, and the distance between the lines forming the differential pair is 9mm. In the transmission line model, the widths of the four lines, the spacing between the lines forming the differential pair, and the height of the substrate were set as design variables with random values within the process error during manufacturing. Seven variables (width of four lines, And the generalized polynomial chaos method of the present invention were used to perform the simulation for predicting the common mode radiation.

Monte Carlo 방법을 이용한 공통 모드의 복사성 방사를 시뮬레이션한 결과는 도 10과 같다. 이때, 공정 오차 내의 랜덤한 샘플은 아래 표 2와 같이 200개이다.The simulation result of the common mode radiated emission using the Monte Carlo method is shown in FIG. At this time, random samples in the process error are 200 as shown in Table 2 below.

Figure 112017123141318-pat00038
Figure 112017123141318-pat00038

여기서는 200개의 샘플로만 시뮬레이션을 진행했지만, 랜덤 샘플의 수가 많으면 많을수록 높은 신뢰도를 갖는다.In this example, the simulation is performed only with 200 samples, but the higher the number of random samples, the higher the reliability.

generalized Polynomial Chaos 방법을 이용해서 공통 모드의 복사성 방사를 시뮬레이션한 결과는 도 11과 같다. 표 3은 stochastic testing방법을 이용해서 추출한 36개의 샘플이다.The result of simulating the radiation of common mode radiation using the generalized Polynomial Chaos method is shown in FIG. Table 3 shows 36 samples extracted using the stochastic testing method.

Figure 112017123141318-pat00039
Figure 112017123141318-pat00039

여기서, 36개의 샘플은 랜덤 변수의 개수(d)가 7개, 최고차항의 차수 p는 2이므로, K값(K<<N)은

Figure 112017123141318-pat00040
개로 계산되고, 36개의 testing point로 지정된 샘플에 대해서만 전자기장 시뮬레이션을 진행한다. 이후 generalized Polynomial Chaos방법을 이용하여 36개의 결과에 Polynomial Chaos Approaches에 의해 얻어진 변환행렬(Transformation Matrix)을 역행렬 연산하면 최종 결과를 얻을 수 있다.Here, the number of random variables (d) in the 36 samples is 7, and the degree p of the highest order is 2, so that the K value ( K < N )
Figure 112017123141318-pat00040
And the electromagnetic field simulation is performed only for the samples designated by 36 testing points. The final result can be obtained by inverting the Transformation Matrix obtained by Polynomial Chaos Approaches to 36 results using the generalized Polynomial Chaos method.

도 10과 도 11에 도시된 결과를 비교해 볼 때, generalized Polynomial Chaos 방법은 Monte Carlo 방법에 비해서 적은 샘플만 추출하여 시뮬레이션이 진행됨에도 불구하고 두 결과가 매우 유사함을 확인할 수 있으며, 확률적으로 의미 있는 샘플을 추출하여 시뮬레이션을 진행하였기 때문에 Monte Carlo 방법에 비해 적은 샘플만 추출하더라도 충분히 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있다.Comparing the results shown in FIG. 10 and FIG. 11, the generalized polynomial Chaos method extracts only a small number of samples as compared with the Monte Carlo method, and it can be confirmed that the two results are very similar although the simulation proceeds, Since the sample is extracted and the simulation is carried out, reliable results can be obtained even if only a small number of samples are extracted as compared with the Monte Carlo method.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터 프로그램화되어 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 연산장치일 수 있으며, 하나의 장치가 아닌 클라우드 형식으로 복수의 장치로 구성될 수도 있다.The embodiments of the present invention described so far can be computer programmed and implemented in a computer. The computer may be a computing device including one or more processors and memories, and may be configured as a plurality of devices in a cloud format instead of a single device.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are illustrative and explanatory only and are intended to be illustrative of the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 전자파 방사 예측 장치
110 : 샘플 추출부
120 : 시뮬레이션 실행부
122 : 구조 모델링부
124 : 소스 모델링부
126 : 시뮬레이션부
130 : 예측부
132 : 계수 산출부
134 : 예측값 산출부
100: Electromagnetic wave radiation prediction device
110:
120: Simulation execution unit
122: Structure modeling unit
124: source modeling unit
126:
130:
132: coefficient calculating section
134: prediction value calculation unit

Claims (11)

전송선로를 구성하는 적어도 하나의 요소가 확률적 분포를 가지도록 설정된랜덤 변수에 기초하여 일정 개수의 샘플을 추출하는 샘플 추출부;
상기 추출된 일정 개수의 샘플 각각을 모델링하여 전자기장 시뮬레이션을 각각 실행하는 시뮬레이션 실행부; 및
각 샘플의 시뮬레이션 결과를 이용하여 전송선로의 전자파 방사 특성값을 예측하는 예측부를 포함하되,
상기 시뮬레이션 실행부는, 상기 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출하고, 상기 추출된 S파라미터를 가지는 회로를 시뮬레이션하여 전류 소스를 추출하며, 상기 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치.
A sample extracting unit for extracting a certain number of samples based on a random variable set so that at least one element constituting the transmission line has a probabilistic distribution;
A simulation executing unit for modeling each of the extracted predetermined number of samples to execute electromagnetic field simulation; And
And a predictor for predicting an electromagnetic wave radiation characteristic value of the transmission line using the simulation result of each sample,
The simulation executing unit extracts an S parameter by modeling a transmission line structure reflecting the random variable, extracts a current source by simulating a circuit having the extracted S parameter, applies the extracted current source, Wherein the electromagnetic wave radiated by the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic wave radiated from the antenna is radiated.
제1 항에 있어서,
상기 샘플 추출부는,
상기 전송선로 구조에서 공정 오차 내의 수치를 가지는 적어도 하나의 요소와 그 요소가 특정 확률적 분포를 가지도록 랜덤 변수를 설정하고, 상기 랜덤 변수에 대한 확률밀도함수를 설정하며, Stochastic Testing 알고리즘을 이용하여 일정 개수(K)의 테스팅 포인트(Testing point)를 지정하여 일정 개수(K)의 샘플을 추출하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치.
The method according to claim 1,
The sample extracting unit extracts,
A random variable is set to have at least one element having a numerical value within the process error in the transmission line structure and a specific probability distribution of the element, a probability density function for the random variable is set, Electromagnetic radiation prediction apparatus according to the common mode of the circuit, characterized in that by specifying the testing point (testing point) of the predetermined number (K) for extracting samples of a predetermined number (K).
제2항에 있어서,
상기 샘플 추출부는 아래 수학식으로 일정 개수(K)개의 테스팅 포인트를 지정하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치
[수학식]
Figure 112017123141318-pat00041

여기서, d는 랜덤 변수의 개수이고, p는 확률밀도함수 최고차항의 차수임.
3. The method of claim 2,
Wherein the sample extracting unit designates a predetermined number ( K ) of testing points by the following equation: &lt; EMI ID =
[Mathematical Expression]
Figure 112017123141318-pat00041

Where d is the number of random variables and p is the order of the highest probability density function.
제1항에 있어서,
상기 시뮬레이션 실행부는,
상기 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출하는 구조 모델링부;
상기 추출된 S파라미터를 가지는 회로를 시뮬레이션하여 전류 소스를 추출하는 소스 모델링부; 및
상기 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션하는 시뮬레이션부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the simulation executing unit includes:
A structure modeling unit for modeling a transmission line structure in which the random variable is reflected to extract an S parameter;
A source modeling unit for extracting a current source by simulating a circuit having the extracted S parameter; And
And a simulation unit for simulating the electromagnetic field emission by applying the extracted current source.
제1항에 있어서,
상기 예측부는,
각 테스팅 포인트에서의 랜덤 변수에 해당하는 다항식과 시뮬레이션 결과를 이용하여 변환 행렬을 생성하고, 상기 변환행렬의 역행렬을 이용하여 각각의 차수에 해당하는 계수를 산출하는 계수 산출부; 및
상기 산출된 계수를 이용하여 전자파 방사 예측값을 산출하는 예측값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치.
The method according to claim 1,
The predicting unit,
A coefficient calculation unit for generating a transform matrix by using a polynomial corresponding to a random variable at each testing point and a simulation result and calculating a coefficient corresponding to each degree using an inverse matrix of the transform matrix; And
And a predicted value calculation unit for calculating an estimated value of the electromagnetic wave radiation using the calculated coefficient.
제5항에 있어서,
상기 계수 산출부는 아래 기재된 수학식으로 변환행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 장치
[수학식]
Figure 112017123141318-pat00042

여기서, Ф는 각 테스팅 포인트에서의 랜덤변수에 해당하는 다항식,
Figure 112017123141318-pat00043
는 시뮬레이션 결과, y(t)는 계수임.
6. The method of claim 5,
Wherein the coefficient calculating unit generates the conversion matrix by the following equation
[Mathematical Expression]
Figure 112017123141318-pat00042

Here, [phi] is a polynomial corresponding to a random variable at each testing point,
Figure 112017123141318-pat00043
Is the simulation result, and y (t) is the coefficient.
전자파 방사 예측 장치가 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사를 예측하는 방법에 있어서,
전송선로를 구성하는 적어도 하나의 요소가 확률적 분포를 가지도록 설정된 랜덤 변수에 기초하여 일정 개수의 샘플을 추출하는 단계;
상기 추출된 일정 개수의 샘플 각각을 모델링하여 전자기장 시뮬레이션을 실행하는 단계; 및
각 샘플의 시뮬레이션 결과를 이용하여 전송선로의 전자파 방사 특성값을 예측하는 단계를 포함하되,
상기 시뮬레이션을 실행하는 단계는,
상기 랜덤 변수가 반영된 전송선로 구조를 모델링하여 S파라미터를 추출하고, 상기 추출된 S파라미터를 가지는 회로를 시뮬레이션하여 전류 소스를 추출하며, 상기 추출된 전류 소스를 인가하여 전자장 방사를 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법.
A method for predicting an electromagnetic wave radiation by a common mode of a circuit,
Extracting a certain number of samples based on a random variable set so that at least one element constituting a transmission line has a probabilistic distribution;
Performing electromagnetic field simulation by modeling each of the extracted predetermined number of samples; And
And estimating an electromagnetic wave radiation characteristic value of the transmission line using the simulation result of each sample,
The step of performing the simulation includes:
The S-parameter is modeled by modeling the transmission line structure reflecting the random variable, a circuit having the extracted S-parameter is simulated to extract a current source, and the extracted current source is applied to simulate electromagnetic field emission A method of predicting electromagnetic radiation according to a common mode of a circuit to be used.
제7항에 있어서,
상기 샘플을 추출하는 단계는,
상기 전송선로 구조에서 공정 오차 내의 수치를 가지는 적어도 하나의 요소와 그 요소가 특정 확률적 분포를 가지도록 랜덤 변수를 설정하고, 상기 랜덤 변수에 대한 확률밀도함수를 설정하며, Stochastic Testing 알고리즘을 이용하여 일정 개수(K)의 테스팅 포인트(Testing point)를 지정하여 일정 개수(K)의 샘플을 추출하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법.
8. The method of claim 7,
The step of extracting the sample comprises:
A random variable is set to have at least one element having a numerical value within the process error in the transmission line structure and a specific probability distribution of the element, a probability density function for the random variable is set, Electromagnetic radiation prediction method according to the common mode of the circuit, characterized in that by specifying the testing point (testing point) of the predetermined number (K) for extracting samples of a predetermined number (K).
제8항에 있어서,
상기 테스팅 포인트의 개수(K)는 아래 기재된 수학식으로 산출되는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법
[수학식]
Figure 112017123141318-pat00044

여기서, d는 랜덤 변수의 개수이고, p는 확률밀도함수 최고차항의 차수임.
9. The method of claim 8,
Wherein the number K of test points is calculated by the following equation:
[Mathematical Expression]
Figure 112017123141318-pat00044

Where d is the number of random variables and p is the order of the highest probability density function.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 예측하는 단계는,
각 테스팅 포인트에서의 랜덤변수에 해당하는 다항식과 시뮬레이션 결과를 이용하여 변환행렬을 생성하고, 상기 변환행렬의 역행렬을 이용하여 각각의 차수에 해당하는 계수를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 계수를 이용하여 전자파 방사 예측값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로의 공통모드에 의한 전자파 방사 예측 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the predicting comprises:
Generating a transform matrix by using a polynomial corresponding to a random variable at each testing point and a simulation result, and calculating a coefficient corresponding to each degree using an inverse matrix of the transform matrix; And
And calculating a predicted value of the electromagnetic wave radiation using the calculated coefficient.
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