WO2021199167A1 - 伝送路の構造を決定する決定方法および情報処理装置 - Google Patents

伝送路の構造を決定する決定方法および情報処理装置 Download PDF

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evaluating
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勝義 生田
守利 安永
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株式会社図研
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    • G—PHYSICS
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    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/39—Circuit design at the physical level

Definitions

  • the present invention relates to a determination method for determining the structure of a transmission line and an information processing device.
  • Patent Document 1 describes a method of forming a high-frequency wiring structure having a wiring pattern constituting a transmission line through which a high-frequency signal is transmitted by a plurality of segments having different characteristic impedances due to differences in shape.
  • an optimization algorithm is used so that the characteristic impedance of each of the plurality of segments is generated so that a reflected wave that reduces the waveform distortion of the high frequency signal propagating on the transmission line is generated at the boundary between two adjacent segments. Designed.
  • Patent Document 1 does not describe or suggest designing the characteristic impedance of each of a plurality of segments in consideration of reducing the radiation noise generated by the signal passing through the transmission line.
  • An object of the present invention is to provide an advantageous technique for both ensuring waveform quality and reducing radiation noise.
  • the first aspect of the present invention relates to a determination method for determining the structure of a transmission line for transmitting a signal, and the determination method searches for a parameter value that specifies the structure of each of a plurality of sections constituting the transmission line.
  • the search step the first evaluation value for evaluating the waveform quality of the signal passing through the transmission line and the radiation generated by the signal passing through the transmission line are included.
  • the process is repeated with the second evaluation value evaluated for the noise reduction effect as the objective function.
  • the second aspect of the present invention relates to an information processing device that determines the structure of a transmission line for transmitting a signal, and the information processing device is a parameter value that specifies the structure of each of a plurality of sections constituting the transmission line.
  • the processor includes a processor that executes the process of searching for the signal until the end condition is satisfied, and the processor evaluates the waveform quality of the signal passing through the transmission line, the first evaluation value, and the radiation generated by the signal passing through the transmission line. The process is repeated with the second evaluation value evaluated for the noise reduction effect as the objective function.
  • the third aspect of the present invention relates to a computer program for causing a computer to execute the determination method according to the first aspect described above.
  • the fourth aspect of the present invention relates to a memory medium in which a computer program for causing a computer to execute the determination method according to the first aspect described above is stored.
  • an advantageous technique is provided for both ensuring waveform quality and reducing radiation noise.
  • the figure which illustrates the evaluation result of the common mode current of the differential transmission line which has a parameter value determined according to the determination method of embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a transmission line TL configured as a single-ended transmission line.
  • the transmission line TL can be used as a whole or a part of a signal line connecting the output terminal of the first electronic component and the input terminal of the second electronic component.
  • the transmission line TL may be composed of a plurality of sections S1, S2 ... Sn (n is a natural number).
  • the plurality of sections S1, S2 ... Sn may have one or a plurality of parameter values P1, P2 ... Pn as attributes indicating the structure, respectively.
  • the first interval S1 has one or more parameter values P1
  • the nth interval Sn has one or more parameter values Pn.
  • the parameter value P may be, for example, the width of the section P (the dimension in the direction parallel to the surface (paper surface) on which the section P is arranged and orthogonal to the direction in which the section P extends (vertical direction of the paper surface)). At least one of the parameter values P1, P2 ... Pn can be different from the other parameter values.
  • the parameter values P1, P2 ... Pn can be determined according to a determination method to which an evolutionary computation algorithm (genetic algorithm) is applied.
  • each section S corresponds to one gene, and the transmission line TL composed of the sections S1 to Sn can correspond to one individual.
  • a method of sequentially changing the parameter value P according to a preset rule may be adopted.
  • FIG. 2 schematically shows a transmission line TL configured as a differential transmission line.
  • the transmission line TL can be used as a whole or a part of a signal line connecting the output terminal of the first electronic component and the input terminal of the second electronic component.
  • the transmission line TL may be composed of a plurality of sections S1, S2 ... Sn (n is a natural number).
  • the transmission line TL may be composed of a pair of signal lines.
  • Each of the plurality of sections S1, S2 ... Sn may also be composed of a pair of signal lines.
  • the plurality of sections S1, S2 ... Sn may have one or a plurality of parameter values P1, P2 ... Pn as attributes indicating the structure, respectively.
  • the first interval S1 has one or more parameter values P1
  • the nth interval Sn has one or more parameter values Pn.
  • the parameter value P is, for example, the width of the section P (dimensions in the direction parallel to the surface (paper surface) on which the section P is arranged and orthogonal to the direction in which the section P extends (vertical direction of the paper surface)) and the section. It may include the interval (distance) of a pair of signal lines in P.
  • At least one of the parameter values P1, P2 ... Pn can be different from the other parameter values.
  • the parameter values P1, P2 ... Pn can be determined according to the determination method to which the evolutionary computation algorithm is applied.
  • each section S corresponds to one gene, and the transmission line TL composed of the sections S1 to Sn can correspond to one individual.
  • a method of sequentially changing the parameter value P according to a preset rule may be adopted.
  • FIG. 3 shows the configuration of the information processing device 300 of the embodiment.
  • the information processing device 300 may be composed of, for example, a general-purpose or dedicated computer 301 including a CPU (processor) 310, an input unit 320, an output unit 325, and a memory 330.
  • the memory 330 may store a program (computer program) 332.
  • the program 332 may be provided to the computer 301, for example, in a state of being stored in a memory medium readable by the computer, or via a communication line.
  • the computer 301 or the information processing device 300 in which the program 332 is incorporated can operate as a decision device that executes a decision method to which an evolutionary computation algorithm (genetic algorithm) is applied.
  • Other programs eg, CAD tools for designing printed circuit boards
  • the program 332 may be incorporated into another program (eg, a CAD tool for designing a printed circuit board).
  • the CPU 310 can operate according to the program 332 stored in the memory 330.
  • the input unit 320 may include, for example, an input device such as a keyboard, a mouse, a touch panel, a receiving device (communication device), and a media drive.
  • the output unit 325 may include, for example, an output device such as a display, a printer, a transmission device (communication device), and a media drive. A part of the input unit 320 and a part of the output unit 325 may be integrated.
  • FIG. 4 illustrates a flow of a determination method that can be executed by the CPU 310 according to the program 332 in the information processing apparatus 300.
  • This determination method can determine the structure of the transmission line TL for transmitting a signal.
  • the operating subject will be described as the CPU 310, but the operating subject may be understood as the information processing device 300 or the computer 301.
  • this determination method may include a search step of searching for a parameter value P that specifies the structure of each of the plurality of sections S constituting the transmission line TL until the end condition is satisfied.
  • the first evaluation value for evaluating the waveform quality of the signal passing through the transmission line TL and the second evaluation value for evaluating the reduction effect of radiation noise (electromagnetic wave noise) generated by the signal passing through the transmission line TL are used.
  • the process can be repeated as an objective function.
  • the CPU 310 determines the termination condition.
  • the end condition may include, for example, a first end condition corresponding to the first evaluation value and a second end condition corresponding to the second evaluation value.
  • the process of searching the parameter value P ends. Can be done.
  • the process of searching for the parameter value P may be terminated when the evaluation values having the first evaluation value and the second evaluation value as variables satisfy the end condition.
  • each initial individual may be a transmission line TL composed of a plurality of (n) sections S, as exemplified in FIG. 2 or FIG.
  • the parameter value P which is an attribute of each interval S, can be determined based on, for example, a random number.
  • each interval S can be understood as an individual with n genes.
  • step S406 the CPU 310 evaluates the waveform quality of each of the plurality of initial individuals generated in step S404 or the plurality of individuals of the generation updated in step S418 as described later, and uses the evaluation results as evaluation results.
  • a first evaluation value can be generated.
  • the evaluation of waveform quality can be said to be an evaluation of the fitness of an individual with respect to waveform quality.
  • step S408 the CPU 310 evaluates the noise reduction effect of each of the plurality of initial individuals generated in step S404 or the plurality of individuals of the generation updated in step S418 as described later, and as an evaluation result.
  • the second evaluation value of can be generated.
  • the evaluation of the noise reduction effect can be said to be the evaluation of the fitness of the individual with respect to the noise reduction effect.
  • the execution order of the steps S406 and S408 may be interchanged, or the steps S406 and S408 may be executed in parallel.
  • step S410 the CPU 310 determines whether the first evaluation value and the second evaluation value generated in step S406 and step S408 satisfy the termination conditions set in step S402, and determines whether the first evaluation value and the second evaluation value satisfy the end conditions set in step S402. If the evaluation value satisfies the end condition, the determination method shown in FIG. 4 is terminated.
  • the structure of the target transmission line TL can be determined based on the latest generation of individuals (individuals specified by the parameter values P1 to Pn).
  • the parameter values P1 to Pn that define the structure of the target transmission line TL are determined based on the individual that is judged to be the most excellent, for example, by evaluating the first evaluation value and the second evaluation value. sell.
  • the CPU 310 executes steps S406 and S408 through steps S412 to S418, and then executes step S410 again. Therefore, the process of searching for the parameter value P that specifies the structure of each of the plurality of sections S constituting the transmission line TL can be continued until the first evaluation value and the second evaluation value satisfy the end condition.
  • step S412 the CPU 310 can perform a selection operation (that is, a selection operation) on an individual of the latest generation (individuals specified by parameter values P1 to Pn).
  • step S414 the CPU 310 can perform a crossing operation on the latest generation of individuals (individuals specified by the parameter values P1 to Pn).
  • step S416 the CPU 310 can perform a mutation operation on an individual of the latest generation (individuals specified by parameter values P1 to Pn).
  • crossing operation and mutation operation in steps S412, S414 and S416, known techniques can be followed. Further, the order of steps S412, S414, and S416 can be arbitrarily changed.
  • step S418, the CPU 310 may update generations based on the results obtained by steps S412, S414 and S416.
  • the process S420 is an arbitrary process.
  • the CPU 310 determines whether or not the current generation has exceeded the set generation as the preset forced termination condition, and the current generation has exceeded the set generation. In that case, the determination method shown in FIG. 4 is terminated, otherwise the process returns to step S406.
  • the structure of the transmission line TL is determined by determining the parameter values P1 to Pn by the evolutionary computation algorithm (genetic algorithm) as described above.
  • FIG. 5 illustrates the procedure for evaluating the waveform quality in step S406.
  • the CPU 310 can create a netlist for circuit simulation based on the parameter value P of each individual, and execute the circuit simulation using the netlist.
  • the input signal given to the transmission line TL at this time can be determined according to the specifications required for the transmission line TL.
  • the CPU 310 can generate an eye pattern of a signal (voltage signal) that has passed through the transmission line TL, for example, based on the result of the simulation in step S502.
  • FIG. 6 illustrates an eye pattern.
  • the CPU 310 may evaluate the eye pattern generated in step S504 and generate a first evaluation value as a result of the evaluation.
  • the CPU 310 may, for example, evaluate the size of the opening of the eye pattern and generate a first evaluation value as a result of the evaluation.
  • the first evaluation value may be, for example, an evaluation value of at least one of the area of the opening of the eye pattern, the height H of the opening, and the width W of the opening.
  • the waveform quality evaluation method is not limited to the method using the eye pattern, and for example, a value obtained by indexing the deviation from the target waveform may be used as the first evaluation value.
  • FIG. 7 shows an example of the procedure for evaluating the effect of reducing radiation noise in step S408.
  • the CPU 310 can create a netlist for circuit simulation based on the parameter value P of each individual, and execute the circuit simulation using the netlist.
  • the input signal given to the transmission line TL at this time can be determined according to the specifications required for the transmission line TL.
  • the net list can generate observable signals (current waveforms) at a plurality of points PP1 to PP5 (on the line) on the output side of the transmission line TL.
  • L1, L2, and L3 can be transmission lines on the downstream side of the transmission line TL.
  • the IC1 may be a driver that gives a signal to the transmission line TL.
  • step S704 the CPU 310 can calculate the current waveform for each of the plurality of points PP1 to PP5 on the output side of the transmission line TL from the result of the simulation executed in step S702.
  • the CPU 310 may form a plurality of harmonic current components at each of the plurality of points PP1 to PP5 based on the result calculated in step S704.
  • the CPU 310 can calculate the amplitude (current amplitude) of the current components of the plurality of harmonics at each of the plurality of points PP1 to PP5 based on the result calculated in step S706.
  • step S710 the CPU 310 can calculate the product of the current amplitude and frequency of the plurality of harmonics for each of the plurality of points PP1 to PP5 based on the result calculated in step S708.
  • step S712 the CPU 310 can determine the maximum value of the products calculated in step S710 as the second evaluation value. In this example, each of the plurality of points PP1 to PP5 on the output side of the transmission line TL is evaluated, but only one point may be evaluated.
  • FIG. 9 shows the result of evaluating the common mode current of the differential transmission line having the parameter value P determined according to the determination method shown in FIG. 4 while performing the evaluation using the evaluation methods shown in FIGS. 5 and 7. Is illustrated.
  • the horizontal axis is the frequency
  • the vertical axis is the product of the component (current amplitude) at each frequency of the common mode current and the frequency.
  • FIG. 10 shows the result of evaluating the common mode current of the differential transmission line composed of a pair of signal lines having a uniform width and spacing as a comparative example.
  • the horizontal axis is the frequency
  • the vertical axis is the product of the component (current amplitude) at each frequency of the common mode current and the frequency. From the comparison between FIGS. 9 and 10, the differential transmission line whose structure is determined by the determination method of the embodiment is less noisy than the differential transmission line consisting of a pair of signal lines having a uniform width and spacing. It can be seen that the effect is excellent.
  • FIG. 11 illustrates the procedure of the second example of the evaluation of the effect of reducing radiation noise in step S408.
  • the CPU 310 creates a netlist for circuit simulation based on the parameter value P of each individual, executes the circuit simulation using the netlist, and determines the frequency characteristic (S parameter) of the transmission line TL. You can ask.
  • the CPU 310 creates a model for electromagnetic field analysis based on the parameter value P of each individual, executes an electromagnetic field simulation using the model for electromagnetic field analysis, and performs frequency characteristics of the transmission line TL. (S parameter) can be obtained.
  • step S1104 the CPU 310 can determine the transmission coefficient in the frequency band (designated frequency band) in which radiation noise is to be reduced as the second evaluation value from the result obtained in step S1102.
  • the CPU 310 can determine the transmission coefficient (S21) of the S parameter as the second evaluation value.
  • the target for determining the structure is the single-ended transmission line exemplified in FIG. 2
  • the CPU 310 can determine the transmission coefficient (S21) of the S parameter as the second evaluation value.
  • the target for determining the structure is the differential transmission line exemplified in FIG. 3
  • the CPU 310 can determine the common mode transmission coefficient (Scc21) of the S parameter as the second evaluation value.
  • FIG. 12 shows a common mode transmission coefficient (Scc21) of a differential transmission line having a parameter value P determined according to the determination method shown in FIG. 4 while performing evaluation using the evaluation methods shown in FIGS. 5 and 11. The result of the evaluation is illustrated.
  • FIG. 12 also illustrates the results of evaluating the common mode transmission coefficient (Scc21) of a differential transmission line composed of a pair of signal lines having a uniform width and spacing.
  • the horizontal axis is the frequency and the vertical axis is the common mode transmission coefficient (Scc21). From the comparison in FIG. 12, the differential transmission line whose structure is determined by the determination method of the embodiment is superior in noise reduction effect to the differential transmission line consisting of a pair of signal lines having a uniform width and spacing. You can see that there is.
  • the transmission line TL may be used instead of the EMI filter for reducing EMI (Electromagnetic Interference), for example.
  • EMI Electromagnetic Interference
  • an EMI filter may be arranged between the driver IC1 and the transmission line L1.
  • the transmission line TL of the embodiment is arranged between the driver IC1 and the transmission line L1 instead of the EMI filter, and can perform the same function as the EMI filter. This is advantageous in reducing costs and mounting area.

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Abstract

信号を伝送する伝送路の構造を決定する決定方法は、前記伝送路を構成する複数の区間の各々の構造を特定するパラメータ値を探索する処理を終了条件が満たされるまで実行する探索工程を含む。前記探索工程では、前記伝送路を通過した信号の波形品質を評価した第１評価値および前記伝送路を通過した信号が生じさせる放射ノイズの低減効果を評価した第２評価値を目的関数として前記処理を繰り返す。

Description

伝送路の構造を決定する決定方法および情報処理装置
　本発明は、伝送路の構造を決定する決定方法および情報処理装置に関する。
　特許文献１には、高周波信号が伝送される伝送線を構成する配線パターンを備えた高周波用配線構造を、形状の相違により特性インピーダンスが異なる複数のセグメントにより形成する方法が記載されている。該方法では、最適化アルゴリズムを用いて、伝送線を伝播する高周波信号の波形歪を減少させる反射波を隣接する２つのセグメントどうしの境界で発生させるように、複数のセグメントのそれぞれの特性インピーダンスが設計される。
特開２００５－１５０６４４号公報
　しかしながら、特許文献１には、伝送線を通過した信号が生じさせる放射ノイズの低減を考慮して複数のセグメントのそれぞれの特性インピーダンスを設計することは記載も示唆もされていない。
　本発明は、波形品質の確保と放射ノイズの低減との両立のために有利な技術を提供することを目的とする。
　本発明の第１の側面は、信号を伝送する伝送路の構造を決定する決定方法に係り、前記決定方法は、前記伝送路を構成する複数の区間の各々の構造を特定するパラメータ値を探索する処理を終了条件が満たされるまで実行する探索工程を含み、前記探索工程では、前記伝送路を通過した信号の波形品質を評価した第１評価値および前記伝送路を通過した信号が生じさせる放射ノイズの低減効果を評価した第２評価値を目的関数として前記処理を繰り返す。
　本発明の第２の側面は、信号を伝送する伝送路の構造を決定する情報処理装置に係り、前記情報処理装置は、前記伝送路を構成する複数の区間の各々の構造を特定するパラメータ値を探索する処理を終了条件が満たされるまで実行するプロセッサを含み、前記プロセッサは、前記伝送路を通過した信号の波形品質を評価した第１評価値および前記伝送路を通過した信号が生じさせる放射ノイズの低減効果を評価した第２評価値を目的関数として前記処理を繰り返す。
　本発明の第３の側面は、上記の第１の側面に係る決定方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムに関する。
　本発明の第４の側面は、上記の第１の側面に係る決定方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを格納したメモリ媒体に関する。
　本発明によれば、波形品質の確保と放射ノイズの低減との両立のために有利な技術が提供される。
シングルエンド伝送路として構成された伝送路を模式的に示す図。 差動伝送路として構成された伝送路を模式的に示す図。 実施形態の情報処理装置の構成を示す図。 実施形態の情報処理装置においてプログラムに従って実行されうる決定方法の流れを例示する図。 波形品質を評価する手順を例示する図。 アイパターンを例示する図。 放射ノイズの低減効果を評価する手順の一例を示す図。 伝送路を含む信号線路を例示する図。 実施形態の決定方法に従って決定されたパラメータ値を有する差動伝送路のコモンモード電流の評価結果を例示する図。 一様な幅および間隔を有する一対の信号線からなる差動伝送路のコモンモード電流の評価結果を比較例として例示する図。 放射ノイズの低減効果を評価する手順の他の例を示す図。 実施形態の決定方法に従って決定されたパラメータ値を有する差動伝送路のコモンモード透過係数を比較例のコモンモード透過係数とともに示す図。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　図１には、シングルエンド伝送路として構成された伝送路ＴＬが模式的に示されている。伝送路ＴＬは、第１電子部品の出力端子と第２電子部品の入力端子とを接続する信号線路の全体または一部として利用されうる。伝送路ＴＬは、複数の区間Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎ（ｎは自然数）で構成されうる。複数の区間Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎは、それぞれ、その構造を示す属性としての１又は複数のパラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎを有しうる。例えば、第１区間Ｓ１は、１又は複数のパラメータ値Ｐ１を有し、第ｎ区間Ｓｎは、１又は複数のパラメータ値Ｐｎを有する。ここで、区間Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを相互に区別する必要がない場合には区間Ｓと表現し、また、パラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎを相互に区別する必要がない場合にはパラメータ値Ｐと表現する。パラメータ値Ｐは、例えば、区間Ｐの幅（区間Ｐが配置された面（紙面）に平行で、かつ、区間Ｐが延びる方向に直交する方向（紙面の縦方向）における寸法）でありうる。パラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎの少なくとも１つは、他のパラメータ値と異なりうる。パラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎは、進化計算アルゴリズム（遺伝的アルゴリズム）が適用された決定方法に従って決定されうる。進化計算アルゴリズムでは、各区間Ｓは、１つの遺伝子に対応し、区間Ｓ１～Ｓｎで構成される伝送路ＴＬは、１つの個体に対応しうる。なお、進化計算アルゴリズムに代えて、パラメータ値Ｐを予め設定された規則に従って逐次変更する方法が採用されてもよい。
　図２には、差動伝送路として構成された伝送路ＴＬが模式的に示されている。伝送路ＴＬは、第１電子部品の出力端子と第２電子部品の入力端子とを接続する信号線路の全体または一部として利用されうる。伝送路ＴＬは、複数の区間Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎ（ｎは自然数）で構成されうる。伝送路ＴＬは、一対の信号線で構成されうる。複数の区間Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎの各々も、一対の信号線で構成されうる。複数の区間Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎは、それぞれ、その構造を示す属性としての１又は複数のパラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎを有しうる。例えば、第１区間Ｓ１は、１又は複数のパラメータ値Ｐ１を有し、第ｎ区間Ｓｎは、１又は複数のパラメータ値Ｐｎを有する。ここで、区間Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを相互に区別する必要がない場合には区間Ｓと表現し、また、パラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎを相互に区別する必要がない場合にはパラメータ値Ｐと表現する。パラメータ値Ｐは、例えば、区間Ｐの幅（区間Ｐが配置された面（紙面）に平行で、かつ、区間Ｐが延びる方向に直交する方向（紙面の縦方向）における寸法）、および、区間Ｐにおける一対の信号線の間隔（距離）を含みうる。パラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎの少なくとも１つは、他のパラメータ値と異なりうる。パラメータ値Ｐ１、Ｐ２・・・Ｐｎは、進化計算アルゴリズムが適用された決定方法に従って決定されうる。進化計算アルゴリズムでは、各区間Ｓは、１つの遺伝子に対応し、区間Ｓ１～Ｓｎで構成される伝送路ＴＬは、１つの個体に対応しうる。なお、進化計算アルゴリズムに代えて、パラメータ値Ｐを予め設定された規則に従って逐次変更する方法が採用されてもよい。
　図３には、実施形態の情報処理装置３００の構成が示されている。情報処理装置３００は、例えば、ＣＰＵ（プロセッサ）３１０、入力部３２０、出力部３２５およびメモリ３３０を備える汎用又は専用のコンピュータ３０１で構成されうる。メモリ３３０は、プログラム（コンピュータプログラム）３３２を格納しうる。プログラム３３２は、例えば、コンピュータによって読み取り可能なメモリ媒体に格納された状態で、あるいは、通信回線を介して、コンピュータ３０１に提供されうる。プログラム３３２が組み込まれたコンピュータ３０１あるいは情報処理装置３００は、進化計算アルゴリズム（遺伝的アルゴリズム）が適用された決定方法を実行する決定装置として動作しうる。メモリ３３０には、他のプログラム(例えば、プリント基板を設計するためのＣＡＤツール)が格納されてもよい。あるいは、プログラム３３２は、他のプログラム(例えば、プリント基板を設計するためのＣＡＤツール)に組み込まれてもよい。
　ＣＰＵ３１０は、メモリ３３０に格納されたプログラム３３２に従って動作しうる。入力部３２０は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、受信装置（通信装置）、メディアドライブ等の入力機器を含みうる。出力部３２５は、例えば、ディスプレイ、プリンタ、送信装置（通信装置）、メディアドライブ等の出力機器を含みうる。入力部３２０の一部と出力部３２５の一部とは一体化される場合もありうる。
　図４には、情報処理装置３００においてプログラム３３２に従ってＣＰＵ３１０によって実行されうる決定方法の流れが例示されている。この決定方法は、信号を伝送する伝送路ＴＬの構造を決定しうる。なお、以下では、動作主体がＣＰＵ３１０であるように説明するが、動作主体は、情報処理装置３００あるいはコンピュータ３０１として理解されてもよい。概略的には、この決定方法は、伝送路ＴＬを構成する複数の区間Ｓの各々の構造を特定するパラメータ値Ｐを探索する処理を終了条件が満たされるまで実行する探索工程を含みうる。該探索工程では、伝送路ＴＬを通過した信号の波形品質を評価した第１評価値および伝送路ＴＬを通過した信号が生じさせる放射ノイズ（電磁波ノイズ）の低減効果を評価した第２評価値を目的関数として前記処理を繰り返しうる。
　工程Ｓ４０２では、ＣＰＵ３１０は、終了条件を決定する。終了条件は、例えば、第１評価値に対応する第１終了条件、および、第２評価値に対応する第２終了条件を含みうる。この場合、第１評価値が第１終了条件を満たし、かつ、第２評価値が第２終了条件を満たした場合に、終了条件が満たされたものとして、パラメータ値Ｐを探索する処理が終了されうる。あるいは、第１評価値および第２評価値を変数とする評価値が終了条件を満たす場合に、パラメータ値Ｐを探索する処理が終了されてもよい。
　工程Ｓ４０４では、ＣＰＵ３１０は、複数（ｍ個（ｍは自然数））の初期個体を生成しうる。ここで、各初期個体は、図２又は図３に例示的に示されるように、複数（ｎ個）の区間Ｓで構成される伝送路ＴＬでありうる。各区間Ｓの属性であるパラメータ値Ｐは、例えば、乱数に基づいて決定されうる。進化計算アルゴリズムの適用において、各区間Ｓは、ｎ個の遺伝子を持つ１つの個体として理解されうる。
　工程Ｓ４０６では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ４０４で生成された複数の初期個体または後述するように工程Ｓ４１８において更新された世代の複数の個体を対象として、各個体の波形品質を評価し、評価結果としての第１評価値を生成しうる。波形品質の評価は、波形品質に関する個体の適応度の評価であるとも言える。
　工程Ｓ４０８では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ４０４で生成された複数の初期個体または後述するように工程Ｓ４１８において更新された世代の複数の個体を対象として、各個体のノイズ低減効果を評価し、評価結果としての第２評価値を生成しうる。ノイズ低減効果の評価は、ノイズ低減効果に関する個体の適応度の評価であるとも言える。工程Ｓ４０６および工程Ｓ４０８の実行順序は、入れ替えられてもよいし、工程Ｓ４０６および工程Ｓ４０８は、並列に実行されてもよい。
　工程Ｓ４１０では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ４０６および工程Ｓ４０８において生成された第１評価値および第２評価値が工程Ｓ４０２で設定された終了条件を満たしているかどうかを判断し、第１評価値および第２評価値が終了条件を満たしていれば、図４に示された決定方法を終了する。この場合、最新の世代の個体（パラメータ値Ｐ１～Ｐｎで特定される個体）に基づいて、目的とする伝送路ＴＬの構造が決定されうる。ここで、目的とする伝送路ＴＬの構造を規定するパラメータ値Ｐ１～Ｐｎは、例えば第１評価値および第２評価値を評価することによって最も優れていると判断される個体に基づいて決定されうる。一方、第１評価値および第２評価値が終了条件を満たしていなければ、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ４１２～Ｓ４１８を経て、工程Ｓ４０６、Ｓ４０８を実行し、再び工程Ｓ４１０を実行する。したがって、第１評価値および第２評価値が終了条件を満たすまで、伝送路ＴＬを構成する複数の区間Ｓの各々の構造を特定するパラメータ値Ｐを探索する処理が継続されうる。
　工程Ｓ４１２では、ＣＰＵ３１０は、最新の世代の個体（パラメータ値Ｐ１～Ｐｎで特定される個体）に対して選択操作（即ち淘汰操作）を行いうる。工程Ｓ４１４では、ＣＰＵ３１０は、最新の世代の個体（パラメータ値Ｐ１～Ｐｎで特定される個体）に対して交叉操作を行いうる。工程Ｓ４１６では、ＣＰＵ３１０は、最新の世代の個体（パラメータ値Ｐ１～Ｐｎで特定される個体）に対して突然変異操作を行いうる。工程Ｓ４１２、Ｓ４１４およびＳ４１６における選択操作、交叉操作および突然変異操作については、公知の技術に従いうる。また、工程Ｓ４１２、Ｓ４１４、Ｓ４１６の順番は、任意に変更可能である。工程Ｓ４１８では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ４１２、Ｓ４１４およびＳ４１６によって得られた結果に基づいて世代を更新しうる。
　工程Ｓ４２０は、任意的な工程であり、工程Ｓ４２０では、ＣＰＵ３１０は、現在の世代が予め設定された強制終了条件としての設定世代を超えたかどうかを判断し、現在の世代が設定世代を超えた場合には、図４に示される決定方法を終了し、そうでなければ、工程Ｓ４０６に戻る。以上のような進化計算アルゴリズム（遺伝的アルゴリズム）によってパラメータ値Ｐ１～Ｐｎを決定することによって伝送路ＴＬの構造が決定される。
　図５には、工程Ｓ４０６における波形品質の評価の手順が例示されている。工程Ｓ５０２では、ＣＰＵ３１０は、各個体のパラメータ値Ｐに基づいて、回路シミュレーション用のネットリストを作成し、そのネットリストを使って回路シミュレーションを実行しうる。この際に伝送路ＴＬに与えられる入力信号は、伝送路ＴＬに要求される仕様に応じて決定されうる。
　工程Ｓ５０４では、ＣＰＵ３１０は、例えば、工程Ｓ５０２におけるシミュレーションの結果に基づいて、伝送路ＴＬを通過した信号（電圧信号）のアイパターンを生成しうる。図６には、アイパターンが例示されている。工程Ｓ５０６では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ５０４で生成したアイパターンを評価し、その評価の結果としての第１評価値を生成しうる。ＣＰＵ３１０は、例えば、アイパターンの開口部の大きさを評価し、その評価の結果としての第１評価値を生成しうる。第１評価値は、例えば、アイパターンの開口部の面積、該開口部の高さＨ、および、該開口部の幅Ｗの少なくとも１つを評価した値でありうる。
　なお、波形品質の評価方法は、アイパターンを用いる方法に限定されるものではなく、例えば、目標波形からの乖離を指標化した値が第１評価値として使用されてもよい。
　図７には、工程Ｓ４０８における放射ノイズの低減効果の評価の手順の一例が示されている。工程Ｓ７０２では、ＣＰＵ３１０は、各個体のパラメータ値Ｐに基づいて、回路シミュレーション用のネットリストを作成し、そのネットリストを使って回路シミュレーションを実行しうる。この際に伝送路ＴＬに与えられる入力信号は、伝送路ＴＬに要求される仕様に応じて決定されうる。また、ネットリストは、図８に例示されるように、伝送路ＴＬの出力側の（線路上の）複数点ＰＰ１～ＰＰ５における信号（電流波形）を観察可能に生成されうる。ここで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、伝送路ＴＬの下流側の伝送路でありうる。また、ＩＣ１は、伝送路ＴＬに信号を与えるドライバでありうる。図３に例示されるような差動伝送路の構造を決定する場合には、シミュレーションにおいて、コモンモード電流が計算されうる。
　工程Ｓ７０４では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ７０２で実行したシミュレーションの結果から伝送路ＴＬの出力側の複数点ＰＰ１～ＰＰ５の各々について電流波形を計算しうる。工程Ｓ７０６では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ７０４で計算した結果に基づいて、複数点ＰＰ１～ＰＰ５の各々における複数の高調波の電流成分を形成しうる。工程Ｓ７０８では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ７０６で計算した結果に基づいて、複数点ＰＰ１～ＰＰ５の各々における複数の高調波の電流成分の振幅（電流振幅）を計算しうる。工程Ｓ７１０では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ７０８で計算した結果に基づいて、複数点ＰＰ１～ＰＰ５の各々について、複数の高調波の電流振幅と周波数との積を計算しうる。工程Ｓ７１２では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ７１０で計算した積のうちの最大値を第２評価値として決定しうる。なお、この例では、伝送路ＴＬの出力側の複数点ＰＰ１～ＰＰ５の各々について評価がなされているが、１つの点についてのみ評価がなされてもよい。
　図９には、図５および図７に示される評価方法を使って評価を行いながら図４に示される決定方法に従って決定されたパラメータ値Ｐを有する差動伝送路のコモンモード電流を評価した結果が例示されている。図９において、横軸は周波数であり、縦軸は、コモンモード電流の各周波数における成分（電流振幅）と周波数との積である。図１０には、一様な幅および間隔を有する一対の信号線からなる差動伝送路のコモンモード電流を評価した結果が比較例として示されている。図１０において、横軸は周波数であり、縦軸は、コモンモード電流の各周波数における成分（電流振幅）と周波数との積である。図９と図１０との比較より、実施形態の決定方法によって構造が決定された差動伝送路は、一様な幅および間隔を有する一対の信号線からなる差動伝送路よりも、ノイズ低減効果において優れていることが分かる。
　図１１には、工程Ｓ４０８における放射ノイズの低減効果の評価の第２例の手順が例示されている。工程Ｓ１１０２では、ＣＰＵ３１０は、各個体のパラメータ値Ｐに基づいて、回路シミュレーション用のネットリストを作成し、そのネットリストを使って回路シミュレーションを実行し、伝送路ＴＬの周波数特性（Ｓパラメータ）を求めうる。あるいは、工程Ｓ１１０２では、ＣＰＵ３１０は、各個体のパラメータ値Ｐに基づいて、電磁界解析用モデルを作成し、その電磁界解析用モデルを使って電磁界シミュレーションを実行し、伝送路ＴＬの周波数特性（Ｓパラメータ）を求めうる。
　工程Ｓ１１０４では、ＣＰＵ３１０は、工程Ｓ１１０２で求めた結果から、放射ノイズを低減したい周波数帯（指定された周波数帯）における透過係数を第２評価値として決定しうる。ここで、構造を決定する対象が図２に例示されるシングルエンド伝送路である場合は、ＣＰＵ３１０では、Ｓパラメータの透過係数（Ｓ２１）を第２評価値として決定しうる。一方、構造を決定する対象が図３に例示される差動伝送路である場合は、ＣＰＵ３１０では、Ｓパラメータのコモンモード透過係数（Ｓｃｃ２１）を第２評価値として決定しうる。
　図１２には、図５および図１１に示される評価方法を使って評価を行いながら図４に示される決定方法に従って決定されたパラメータ値Ｐを有する差動伝送路のコモンモード透過係数（Ｓｃｃ２１）を評価した結果が例示されている。図１２にはまた、一様な幅および間隔を有する一対の信号線からなる差動伝送路のコモンモード透過係数（Ｓｃｃ２１）を評価した結果が例示されている。図１２において、横軸は周波数であり、縦軸は、コモンモード透過係数（Ｓｃｃ２１）である。図１２における比較より、実施形態の決定方法によって構造が決定された差動伝送路は、一様な幅および間隔を有する一対の信号線からなる差動伝送路よりも、ノイズ低減効果において優れていることが分かる。
　伝送路ＴＬは、例えば、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を低減するためのＥＭＩフィルタの代わりに使用されてもよい。例えば、図８に示されるような構成においては、従来は、ドライバＩＣ１と伝送路Ｌ１との間にＥＭＩフィルタが配置されうる。実施形態の伝送路ＴＬは、そのＥＭＩフィルタの代わりにドライバＩＣ１と伝送路Ｌ１との間に配置され、ＥＭＩフィルタと同様の機能を果たしうる。これは、コストの低減および実装面積の減少に有利である。
　発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims (15)

  1. 　信号を伝送する伝送路の構造を決定する決定方法であって、
    　前記伝送路を構成する複数の区間の各々の構造を特定するパラメータ値を探索する処理を終了条件が満たされるまで実行する探索工程を含み、
    　前記探索工程では、前記伝送路を通過した信号の波形品質を評価した第１評価値および前記伝送路を通過した信号が生じさせる放射ノイズの低減効果を評価した第２評価値を目的関数として前記処理を繰り返す、
    　ことを特徴とする決定方法。
  2. 　前記探索工程では、進化計算アルゴリズムを使って前記処理を繰り返す、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の決定方法。
  3. 　前記第１評価値は、前記伝送路を通過した信号のアイパターンを評価した値である、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の決定方法。
  4. 　前記第１評価値は、前記アイパターンの開口部の大きさを評価した値である、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の決定方法。
  5. 　前記第１評価値は、前記開口部の面積、前記開口部の高さ、および、前記開口部の幅の少なくとも１つを評価した値である、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の決定方法。
  6. 　前記第２評価値は、前記伝送路の出力側の複数点において高調波を評価した値である、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の決定方法。
  7. 　前記第２評価値は、前記伝送路の出力側の複数点における複数の高調波の各々について得られた電流振幅と周波数との積のうち最大値である、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の決定方法。
  8. 　前記第２評価値は、指定された周波数帯における透過係数である、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の決定方法。
  9. 　前記伝送路は、シングルエンド伝送路である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の決定方法。
  10. 　前記パラメータ値は、各区間の幅を含む、
    　ことを特徴とする請求項９に記載の決定方法。
  11. 　前記伝送路は、一対の信号線で構成される差動伝送路である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の決定方法。
  12. 　前記パラメータ値は、各区間における前記一対の信号線の幅および間隔を含む、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の決定方法。
  13. 　信号を伝送する伝送路の構造を決定する情報処理装置であって、
    　前記伝送路を構成する複数の区間の各々の構造を特定するパラメータ値を探索する処理を終了条件が満たされるまで実行するプロセッサを含み、
    　前記プロセッサは、前記伝送路を通過した信号の波形品質を評価した第１評価値および前記伝送路を通過した信号が生じさせる放射ノイズの低減効果を評価した第２評価値を目的関数として前記処理を繰り返す、
    　ことを特徴とする情報処理装置。
  14. 　請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の決定方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
  15. 　請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の決定方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを格納したメモリ媒体。
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YASUNAGA MORITOSHI: "Application of the Genetic Algorithms for Electromagnetic Noise Reduction Traces. ", GRANT-IN-AID FOR SCIENTIFIC RESEARCH, FINAL RESEARCH REPORT, 1 January 2013 (2013-01-01), XP055936262, Retrieved from the Internet <URL:https://kaken.nii.ac.jp/en/file/KAKENHI-PROJECT-23650116/23650116seika.pdf> [retrieved on 20220628] *
YASUNAGA, MORITOSHI: "High-Frequency Experience Not Required!", AL TRANSMISSION LINE DESIGNER RESEARCH REPORT. TRANSISTOR TECHNOLOGY, vol. 56, no. 8, August 2019 (2019-08-01), pages 118 - 128, ISSN: 0040-9413 *
YASUNAGA, MORITOSHI: "Optimization Experiment Using Al for High-Speed Digital Signal Patterns.", TRANSISTOR TECHNOLOGY, vol. 56, no. 4, April 2019 (2019-04-01), pages 139 - 149, ISSN: 0040-9413 *

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