[发明专利]用于电力输送网络分析的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及印刷电路板(PCB)设计和分析。更具体来说，本发明涉及电力输送网络(PDN)分析，其可在制造实际集成电路(IC)之前发生。

背景技术

包含电力完整性(PI)及IRDrop的PDN分析已成为电路设计者关注的焦点。这些工具允许在设计及验证两个阶段模拟和修改电力分配网络。当执行PDN分析时，可分析PDN的频率响应。在验证过程期间，设计者还可在时域中执行静态和动态的IRDrop分析。使用PDN分析工具可允许在设计阶段期间和制造实际电路之前修改设计。这样便可显著减少特定产品的上市时间。

举例来说，裂口平面电力分配是一种将电力分配到较广电路设计的功能组件的常见电路配置。如图1A中所说明，裂口平面电力分配通常由电力平面110和接地平面120实施，电力平面110与接地平面120的组合在本文将被称为电力/接地平面对(PGPP)100。通常，电力平面110和接地平面120以平面平行对准的形式隔开，且通过电介质分离。

通常，裂口平面电力分配网络必须适应电流在其域上极其快速的开关时间。随着这些开关时间从一代电路到另一代电路不断增加，电力完整性(PI)分析已成为电路设计者关注的焦点，借此可在设计阶段模拟和修改电力分配网络。由于PGPP的几何形状和所涉及的开关时间，通常使用传输线建模来在设计阶段期间分析PGPP的频率相依特性，从而可采取谨慎的设计措施。举例来说，如图1B中所说明，PGPP模型130包含多个传输线区段模型140，其每一者均包含在单元135内。当执行PGPP模型130时，可分析PGPP的频率响应。因此，(例如)当在某一频率下在阻抗轮廓中明显发生谐振时，设计者可在PGPP中的某些点处添加电容性元件，以有利地更改电力分配网络的谐振频率成分。由于通过P1分析，可在设计阶段且在制造实际电路之前实现此修改，所以可显著减少使用所述电路的产品的上市时间。

然而，为简单的平面对传输线建模并不困难，典型PGPP的抽象形状导致复杂的边界，其中的一些边界可能在PGPP的外部边界的内部。举例来说，如图1B中所说明，许多PGPP模型(例如PGPP模型130)在单元135的均匀网格中实施，从而可适应复杂的形状。因此，可能需要极大数目的单元135，以填充整个PGPP模型130。虽然可使用若干算法来为PGPP的复杂形状建模，但这些算法的计算开销非常昂贵，尤其是在此些PI分析工具必须与其它设计工具共享计算资源的情况下。

不幸的是，设计者遇到的形状及配置往往比图1A所示的简单的PGPP远为复杂。举例来说，裂口、空穴、切口以及带接缝的电力、接地及信号通孔会给特定电路的设计者造成额外的问题。

发明内容

在本发明的第一实施例中，一种用于分析与电子电路设计相关联的电力输送网络(PDN)的计算机实施的方法可包含使用至少一个处理器提取与所述电路设计相关联的一个或一个以上不连续性结构中的每一者的电磁(EM)模型。所述方法可进一步包含产生至少部分基于所述所提取EM模型的三维自适应网格模型。

还可包含以下特征中的一者或一者以上。在一些实施例中，提取可包含执行矩量法分析。在一些实施例中，所述不连续性结构可包含以下各项中的至少一者：裂口形状、电力通孔、接地通孔、信号通孔、平面裂口、空穴、通孔反焊盘、平面边缘、引脚、穿通孔、夹层平面边缘、平面对、底部短接通孔、上覆裂口平面和夹层裂口平面。在一些实施例中，提取可进一步包含提取邻近于给定网格的导体的平面模型。在一些实施例中，可包含执行电力完整性(PI)分析。在一些实施例中，所述EM模型可包含一个或一个以上导体，所述一个或一个以上导体中的每一者具有第一表面和第二表面，所述表面中的每一者包含至少两个节点。在一些实施例中，所述方法可进一步包含产生经定标Y参数模型。在一些实施例中，所述经定标Y参数模型可具有经设定单元单位宽度和经设定单元单位长度。在一些实施例中，所述方法可进一步包含再使用所述经定标Y参数模型来提取额外EM模型。在一些实施例中，提取可包含全波EM场建模。在一些实施例中，提取可利用以下方程式：