專利名稱：綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)、解析方法及多層印刷電路基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綜合了可減少多個(gè)LSI(Large Scale IntegratedCircuit，大規(guī)模集成電路)的電源系統(tǒng)的相互結(jié)合的LSI和多層印刷電路基板的電源設(shè)計(jì)的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)、綜合電源系統(tǒng)解析方法、及多層印刷電路基板。
背景技術(shù)：
伴隨著電子設(shè)備的高速化，搭載了LSI的多層印刷電路基板的電源系統(tǒng)噪聲的問題變得顯著。特別是，因電源系統(tǒng)噪聲而在多層印刷電路基板的電源-接地層間產(chǎn)生的諧振，成為大幅改變LSI側(cè)的電源電壓的原因，降低了LSI的特性。因此，在LSI的設(shè)計(jì)中也必須在考慮了多層印刷電路基板的信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。
以往，作為印刷電路基板中限定的電源解析的方法，包括文獻(xiàn)1(T.Harada、其他3名“Power-Distribution-Plane Analysis forMultilayer Printed Circuit Boards with SPICE”，Proceeding of 2000IEMT/IMC，2000年4月，pp.420-425)中所述的方法。在上述文獻(xiàn)1中記載了使電源-接地層近似為平面電路，在制作了微小網(wǎng)目的基礎(chǔ)上制作等效電路模型，將LSI的電源端子和印刷電路基板的接合部作為供電點(diǎn)，利用SPICE(Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis，側(cè)重于集成電路的模擬程序)等電路解算器求出從LSI的電源端子側(cè)看因數(shù)電路基板側(cè)的阻抗。
以下，利用附圖簡單說明現(xiàn)有的印刷電路基板的解析方法。圖11是表示包含一對(duì)電源-接地層和一對(duì)LSI搭載用的電源-接地端子的多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖11所示，LSI封裝1100具有電源端子1101及接地端子1102。此外，印刷電路基板，是從下依次層疊電介質(zhì)層1105、電源層1107、電介質(zhì)層1105、接地層1106、電介質(zhì)層1105而構(gòu)成的。在印刷電路基板的最表面形成電源端子1103及接地端子1104，通過通路(via)1108連接電源層1107和電源端子1103。在接地層1106中，形成用于穿過上述通路1108的通孔1109。在實(shí)際的印刷電路基板中，除此之外還根據(jù)需要適當(dāng)安裝直流電源用的電源端子及接地端子、進(jìn)而去耦用的焊盤、用于使端子間接合的布線等。
圖12是將圖11的一對(duì)電源-接地層網(wǎng)目化并用等效電路模型表示的圖。201是電源-接地層的等效電路模型的俯視圖，用電路模型表示電源層。橫邊a、縱邊b的電源層，由橫邊Δx和縱邊Δy的網(wǎng)目構(gòu)成。1202是具體地電路顯示電源層的電路模型1201的1網(wǎng)目的圖，Rx和Ry分別表示橫向和縱向的邊的電阻，Lx和Ly分別表示橫向和縱向的電感。1203是電源-接地層的等效電路模型的側(cè)視圖，H表示電源-接地層的高度。1204是具體表示電路模型1203的高度方向的一邊中的電路常數(shù)的圖，具有電容器Cz和電導(dǎo)Gz。1205表示電路上的接地點(diǎn)。
圖13表示將從LSI電源端子1101流入到印刷電路基板的電流視作電流源并與等效電路模型1203接合了的模型。1302是用包含LSI電源端子1101的面切斷了印刷電路基板的等效電路模型的側(cè)視圖，將LSI電源端子1101模型化了的電流源1301，通過相當(dāng)于包含印刷電路基板的LSI電源端子1101的部分的節(jié)點(diǎn)1303被連接。將圖13的模型例如利用SPICE解開，由此求出各節(jié)點(diǎn)的電壓分布，并通過利用相當(dāng)于包含LSI電源端子1101的部分的節(jié)點(diǎn)的電壓和電流的比，求出從LSI電源端子1101側(cè)看的印刷電路基板的阻抗。這樣利用印刷電路基板側(cè)的電源系統(tǒng)的阻抗作為LSI的電源-接地端子的負(fù)載，可知通過利用現(xiàn)有的印刷電路基板的解析方法可以比較簡單。
如上所述，在搭載于印刷電路基板上的LSI為一個(gè)時(shí)，簡單地通過組合印刷電路基板側(cè)的電源系統(tǒng)的信息作為LSI的電源-接地端子的負(fù)載，可進(jìn)行綜合了LSI和印刷電路基板的電源設(shè)計(jì)。
但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中存在如下所示的問題。在文獻(xiàn)1所述的現(xiàn)有的印刷電路基板的解析方法中，僅是將單一的LSI電源系統(tǒng)和印刷電路基板的電源系統(tǒng)的關(guān)系模型化，無法進(jìn)行考慮了在印刷電路基板中搭載多個(gè)LSI時(shí)的LSI的電源系統(tǒng)之間的相互作用的設(shè)計(jì)。此外，由于僅與電源-接地層為一對(duì)的情況對(duì)應(yīng)，因此在實(shí)際的印刷電路基板中，無法適用于具有兩個(gè)以上的多對(duì)電源-接地層對(duì)的實(shí)際的多層印刷電路基板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題提出的，其目的在于提供一種在將多個(gè)LSI搭載于多層印刷電路基板時(shí)，在考慮了經(jīng)由印刷電路基板的LSI電源端子之間的相互作用的基礎(chǔ)上，適用于具有兩對(duì)以上的電源-接地層的多層印刷電路基板的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)及綜合電源系統(tǒng)解析方法。
本發(fā)明的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，其特征在于，具有以下單元輸入與具有可搭載多個(gè)LSI的多個(gè)候補(bǔ)地點(diǎn)的多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)和物理常數(shù)相關(guān)的信息的單元；輸入與上述多層印刷電路基板的等效電路制作用的網(wǎng)目相關(guān)的信息的單元；根據(jù)上述等效電路制作用的網(wǎng)目信息計(jì)算等效電路常數(shù)的單元；利用上述等效電路常數(shù)，計(jì)算以多層印刷電路基板的電源-接地端子為輸入的阻抗矩陣的單元；從可搭載上述LSI的地點(diǎn)中選定搭載第一個(gè)LSI的場所的單元；以及在從可搭載上述LSI的地點(diǎn)除去了上述第一個(gè)LSI的搭載地點(diǎn)的剩余的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中，利用上述阻抗矩陣，按順序選定難以和上述第一個(gè)LSI的電源供給系統(tǒng)發(fā)生相互作用的場所的單元。
在本發(fā)明中，將位于多層印刷電路基板上的LSI搭載用的多個(gè)電源-接地端子作為多個(gè)端口電路網(wǎng)的輸入，制作從這些電源端子看的多層印刷電路的阻抗矩陣，利用在互阻抗的絕對(duì)值大的端子間、LSI的電源系統(tǒng)之間容易產(chǎn)生相互影響，可以選定最佳的LSI的搭載地點(diǎn)。
此外，本發(fā)明的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，在制作上述阻抗矩陣時(shí)，根據(jù)通過將多層印刷電路基板網(wǎng)目化而確定的導(dǎo)納矩陣和輸入電流、輸入電壓的關(guān)系式，設(shè)沒有通路的節(jié)點(diǎn)的輸入電流為0，而僅制作與有通路的節(jié)點(diǎn)相關(guān)的導(dǎo)納矩陣，并利用上述導(dǎo)納矩陣制作阻抗矩陣，由此可適用于具有兩對(duì)以上的電源-接地層的多層印刷電路基板。
本發(fā)明的綜合電源系統(tǒng)解析方法，其特征在于，輸入與具有可搭載多個(gè)LSI的多個(gè)候補(bǔ)地點(diǎn)的多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)和物理常數(shù)相關(guān)的信息；輸入與上述多層印刷電路基板的等效電路制作用的網(wǎng)目相關(guān)的信息；根據(jù)上述等效電路制作用的網(wǎng)目信息計(jì)算等效電路常數(shù)；利用上述等效電路常數(shù)，計(jì)算以多層印刷電路基板的電源及接地端子為輸入的阻抗矩陣；從上述LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中選定搭載第一個(gè)LSI的場所；以及在從上述LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)除去了上述第一個(gè)LSI的搭載地點(diǎn)的剩余的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中，利用上述阻抗矩陣，按順序選定難以和上述第一個(gè)LSI的電源供給系統(tǒng)發(fā)生相互作用的場所。
本發(fā)明的多層印刷電路基板，其特征在于，利用通過技術(shù)方案1所述的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)得到的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)的順序，搭載有多個(gè)LSI。


圖1是表示本發(fā)明的硬件構(gòu)成的說明圖。
圖2是說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的框圖。
圖3是表示包括多個(gè)LSI搭載用的電源-接地端子、和多對(duì)電源-接地層的多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖4是用等效電路模型表示包括多個(gè)LSI搭載用的電源-接地端子、和多對(duì)電源-接地層的多層印刷電路基板的說明圖。
圖5是包括多個(gè)LSI搭載用的電源-接地端子、和多對(duì)電源-接地層的多層印刷電路基板的俯視圖。
圖6是表示電源-接地層的等效電路的說明圖。
圖7是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的解析處理的順序的流程圖。
圖8是說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的框圖。
圖9是說明包含了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的LSI電源等效電路模型和多層印刷電路基板的系統(tǒng)的圖。
圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的解析處理的順序的流程圖。
圖11是表示包括一對(duì)電源-接地層和一對(duì)LSI搭載用的電源-接地端子的多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖12是表示一對(duì)電源-接地層的等效電路的說明圖。
圖13是表示將LSI的電源端子視為電流源時(shí)的一對(duì)電源-接地層的等效電路的說明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。首先，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是簡要表示本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的硬件構(gòu)成的圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，由輸入輸出裝置101、存儲(chǔ)器102、運(yùn)算裝置103及顯示裝置104構(gòu)成，輸入輸出裝置101經(jīng)由總線100與存儲(chǔ)裝置105連接。此外，圖2是功能性地表示本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，具有多層印刷電路基板結(jié)構(gòu)信息輸入部201、物理常數(shù)輸入部202、及網(wǎng)目信息輸入部203，這些部件均與等效電路常數(shù)計(jì)算部204連接。該等效電路常數(shù)計(jì)算部204與阻抗矩陣計(jì)算部205連接，阻抗矩陣計(jì)算部205和初始LSI搭載地點(diǎn)指定部均與最佳LSI搭載地點(diǎn)評(píng)估部207連接。進(jìn)而，最佳LSI搭載地點(diǎn)評(píng)估部207與最佳LSI搭載地點(diǎn)顯示部208連接。
圖3是表示用于本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)中的解析的、包括多個(gè)LSI搭載用的電源-接地端子和多對(duì)電源-接地層的多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)的說明圖。此外，圖4是用等效電路表示圖3所示的多層印刷電路基板的圖。如圖3所示，多層印刷電路基板300，從下依次層疊電介質(zhì)層310、電源層312、電介質(zhì)層310、接地層311、電介質(zhì)層310、電源層312、電介質(zhì)層310、接地層311、電介質(zhì)層310而構(gòu)成。在印刷電路基板的最表面，形成有用于搭載LSI的端口301、端口302及端口303，各端口分別由一對(duì)電源端子308-接地端子309構(gòu)成。電源層312和電源端子308、接地層311和接地端子309，分別通過通路313連接。在接地層311中形成有用于穿過上述通路313的通孔314。LSI-1封裝304的電源端子306及接地端子307分別與端口301的電源端子308及接地端子309連接。此外，LSI-2封裝305的電源端子306及接地端子307分別與端口302或端口303的電源端子308及接地端子309連接。如圖4所示，端口301、端口302、端口303中的各LSI電源端子的電流源401、402、403，與上層的電源-接地層對(duì)的等效電路404、及下層的電源-接地層對(duì)的等效電路405連接。上層的電源-接地層對(duì)的等效電路404及下層的電源-接地層對(duì)的等效電路405，通過接合上層和下層的電源-接地層對(duì)的通路部的等效電路406、407、408而連接。
圖5是圖3的多層印刷電路基板的俯視圖，將一個(gè)端部與xy直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)重疊。如圖5所示，在橫邊a、縱邊b的印刷電路基板中，設(shè)端口301、端口302、端口303的坐標(biāo)分別為P1(x1，y1)、P2(x2，y2)、P3(x3，y3)。此外，圖6是將多層印刷電路基板300的電源-接地層網(wǎng)目化并用等效電路模型表示的圖。如圖6所示，將多層印刷電路基板的橫邊a分割為5等分，將縱邊b分割為4等分，通過橫邊Δx和縱邊Δy的網(wǎng)目構(gòu)成。端口301、端口302、端口303分別對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)601、節(jié)點(diǎn)602、節(jié)點(diǎn)603。
接下來，對(duì)如上構(gòu)成的本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。在圖3的具有兩對(duì)電源-接地層的多層印刷電路基板300中，在將LSI-1封裝304設(shè)置于端口301時(shí)，通過本實(shí)施方式?jīng)Q定應(yīng)該將LSI-2封裝305設(shè)置于端口302還是設(shè)置于端口303。圖7是表示本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的解析處理的順序的流程圖。如圖7所示，首先輸入與多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)、物理常數(shù)、網(wǎng)目相關(guān)的信息(步驟S701)。在此，在多層印刷電路基板結(jié)構(gòu)輸入部201中，輸入與多層印刷電路基板的層數(shù)、結(jié)構(gòu)、多個(gè)LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)相關(guān)的信息等。此處，LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)有N點(diǎn)，如數(shù)學(xué)式1所示用矢量P表示這些點(diǎn)。
P＝(P1，…，PN)T(數(shù)學(xué)式1)在此，在圖5中，設(shè)P1(x1，y1)＝(20，20)(mm)，P2(x2，y2)＝(60，20)(mm)，P3(x3，y3)＝(80，20)(mm)。此外，設(shè)印刷電路基板的橫邊a＝100mm，縱邊b＝80mm。進(jìn)而，設(shè)電源-接地層間的厚度h＝1mm，通路內(nèi)徑為0.5mm，通路外徑為1mm。將這些作為與多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息輸入。
此外，在物理常數(shù)輸入部202中，輸入用于多層印刷電路基板的介質(zhì)的材料常數(shù)及要解析的頻帶。在此，設(shè)基板的介電常數(shù)εr＝4.3，使用頻率為300MHz。進(jìn)而，在網(wǎng)目信息輸入部203中輸入等效電路模型制作用的網(wǎng)目數(shù)、網(wǎng)目間隔。在此，如圖6所示，將橫邊a分割為5等分，將縱邊b分割為4等分。
接下來，制作多層印刷電路基板的等效電路模型(步驟S702)。在等效電路常數(shù)計(jì)算部204中，對(duì)由網(wǎng)目信息輸入部指定的網(wǎng)目，制作等效電路。在此，在具有一對(duì)電源-接地層的印刷電路基板的情況下，可以使用圖12所示的現(xiàn)有的等效電路模型1203。在具有兩對(duì)以上的電源-接地層的印刷電路基板的情況下，制作圖4所示的多層印刷電路基板用的等效電路模型。接下來，制作以最上層的LSI電源端子的搭載候補(bǔ)點(diǎn)為輸入、以最下層的LSI電源端子的搭載候補(bǔ)點(diǎn)為輸出的傳遞矩陣(步驟S703)，并將傳遞矩陣轉(zhuǎn)換為阻抗矩陣(步驟S704)。在此，阻抗矩陣計(jì)算部205，利用等效電路常數(shù)計(jì)算部204計(jì)算以多個(gè)LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)為輸入的阻抗矩陣。具體地說，對(duì)于由多層印刷電路基板結(jié)構(gòu)輸入部指定的N個(gè)(N≥1)的LSI候補(bǔ)地點(diǎn)矢量P，如數(shù)學(xué)式2、數(shù)學(xué)式3所示分別設(shè)輸入電流、輸入電壓為矢量I、矢量V時(shí)，計(jì)算滿足數(shù)學(xué)式4的矩陣的各要素zij(1≤i，j≤N)。
I＝(I1，…，IN)T(數(shù)學(xué)式2)V＝(V1，…，VN)T(數(shù)學(xué)式3)V＝ZI (數(shù)學(xué)式4)在此，作為阻抗矩陣的制作方法的例子，說明多層印刷電路基板解析方法。例如，如圖3所示，使用如下多層印刷電路基板具有兩對(duì)電源-接地層，在最上層具有三個(gè)LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)。如果可如圖4所示制作等效電路，則可利用SPICE等電路解算器制作以端口301、端口302、端口303為輸入的阻抗矩陣，而在此，進(jìn)一步對(duì)用于更有效地求出阻抗矩陣的算法進(jìn)行簡單說明。
關(guān)于一對(duì)電源-接地層，如數(shù)學(xué)式5、數(shù)學(xué)式6所示分別設(shè)經(jīng)由N個(gè)通路從上層流入的輸入電流、輸入電壓為矢量Iin、矢量Vin，如數(shù)學(xué)式7、數(shù)學(xué)式8所示分別設(shè)流向下層的輸出電路、輸出電壓為矢量Iout、矢量Vout。
Iin＝(Iin，1，…，Iin，N)T(數(shù)學(xué)式5)Vin＝(Vin，1，…，Vin，N)T(數(shù)學(xué)式6)Iout＝(Iout，1，…，Iout，N)T(數(shù)學(xué)式7)Vout＝(Vout，1，…，Vout，N)T(數(shù)學(xué)式8)此時(shí)，輸入電流、輸入電壓、輸出電流、及輸出電壓之間存在以下數(shù)學(xué)式9的關(guān)系式。
VinIin=IOYviaIVoutIout]]>(數(shù)學(xué)式9)在此，矢量I為單位矩陣。矢量Yvia是在如下情況下得到的導(dǎo)納矩陣設(shè)在一對(duì)電源-接地層的等效電路模型的所有節(jié)點(diǎn)中均具有輸入電流，在以這些節(jié)點(diǎn)中的電流和電壓為輸入制作了導(dǎo)納矩陣矢量Y的基礎(chǔ)上，將沒有通路的節(jié)點(diǎn)的輸入電流設(shè)為0，而回到僅與有通路的節(jié)點(diǎn)相關(guān)的電流和電壓的關(guān)系式。例如，設(shè)具有M個(gè)節(jié)點(diǎn)的一對(duì)電源-接地層的導(dǎo)納矩陣矢量Y的矩陣要素yij(1≤i，j≤M)和輸入電流Ii(1≤i≤M)、輸入電壓Vi(1≤i≤M)滿足以下的數(shù)學(xué)式10的關(guān)系。
I1＝y(tǒng)1，1V1+…+y1，MVMI2＝y(tǒng)2，1V1+…+y2，MVM(數(shù)學(xué)式10)IM＝y(tǒng)M，1V1+…+yM，MVM關(guān)于沒有通路的節(jié)點(diǎn)，由于輸入電流為0，因此關(guān)于其節(jié)點(diǎn)的電壓，下述數(shù)學(xué)式11成立。
Vi=-1yi,iΣk≠iNyi,kVk]]>(數(shù)學(xué)式11)其中，Σk≠iN]]>表示與i以外的從1到N的所有節(jié)點(diǎn)相關(guān)的總和。
在上述數(shù)學(xué)式10中，節(jié)點(diǎn)i以外的電流相關(guān)的公式用下述數(shù)學(xué)式12表示。
Ij＝y(tǒng)j，1V1+…+yj，NVN(其中j≠i)(數(shù)學(xué)式12)將上述數(shù)學(xué)式11代入上述數(shù)學(xué)式12，則下述數(shù)學(xué)式13成立。
Ij(j≠j)=Σk≠iN(yj,k-yj,iyi,jyi,k)Vk]]>(數(shù)學(xué)式13)在上述數(shù)學(xué)式13中，左邊Ij(j≠i)表示i以外的節(jié)點(diǎn)的電流。通過反復(fù)上述操作，最終得到將與有通路的節(jié)點(diǎn)相關(guān)的輸入電流和輸入電壓建立關(guān)系的導(dǎo)納矩陣矢量Yvia。
接合各層的通路部分的等效電路常數(shù)，一般通過利用了三維電磁場解析的解析或試驗(yàn)等算出。更具體地說，電路常數(shù)作為電感進(jìn)行表示。例如設(shè)電感值為Lvia，1(i＝1，…，N)時(shí)，在相對(duì)于通路的輸入電流和輸入電壓、輸出電流、輸出電壓之間，下述數(shù)學(xué)式14成立。
VinIin=ILvia0IVoutIout]]>(數(shù)學(xué)式14)在此，用下述數(shù)學(xué)式15表示矢量Lvia。
Lvia＝diag(Lvia，1，…，Lvia，N)(數(shù)學(xué)式15)通過利用這些公式，對(duì)于具有N對(duì)電源-接地層的多層印刷電路基板，分別設(shè)最上層的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)的輸入電流、輸入電壓為矢量Iin、矢量Vin，從上層開始數(shù)第i層的Yvia、Lvia分別為矢量Yvia，1、Lvia，1，最下層的多層印刷電路基板的輸出電流、輸出電壓分別為Iout、Vout時(shí)，下述數(shù)學(xué)式16成立。
VinIin=I0Yvia,1IILvia,10II0Yvia,2IILvia,20I…]]>...ILvia,N-10II0Yvia,NIVoutIout]]>=TVoutIout]]>T=I0Y1IILvia,10II0Y2IILvia,20I...]]>...ILvia,N-10II0YNI]]>(數(shù)學(xué)式16)在最下層不存在輸出電流時(shí)設(shè)Iout＝0。在如上得到的上述數(shù)學(xué)式16中，將輸入電流和輸出電流移項(xiàng)到右邊，將輸入電壓和輸出電壓移項(xiàng)到左邊，得到滿足下述數(shù)學(xué)式17的關(guān)系的阻抗矩陣。
VinVout=ZIinIout]]>(數(shù)學(xué)式17)在本實(shí)施方式中一個(gè)特征為，將上述數(shù)學(xué)式17作為阻抗矩陣，算出LSI的電源端子間的相互作用。另外，作為阻抗矩陣的制作方法，可利用SPICE等電流解算器進(jìn)行制作。
在步驟S704中算出阻抗矩陣后，輸入初始LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)(步驟S705)。在初始LSI搭載地點(diǎn)指定部206中，從由多層印刷電流基板結(jié)構(gòu)信息輸入部201指定的多個(gè)LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)矢量P中，根據(jù)設(shè)計(jì)的狀況指定應(yīng)在初始搭載的LSI的場所。在此假設(shè)該場所為P1。然后，選定最佳LSI搭載地點(diǎn)(步驟S706)。在最佳LSI搭載地點(diǎn)評(píng)估部207中，從除了由初始LSI搭載地點(diǎn)指定部206指定的初始LSI搭載地點(diǎn)P1以外的LSI的搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中，按照從小到大的順序?qū)εc初始的LSI搭載地點(diǎn)的互阻抗的絕對(duì)值|zij|(i＝2，…，N)進(jìn)行排序。最后，依次輸出最佳LSI搭載地點(diǎn)及剩余的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)(步驟S707)，并結(jié)束所有的處理。在最佳LSI搭載地點(diǎn)顯示部208中，按照由最佳LSI搭載地點(diǎn)評(píng)估部207排序了的順序顯示候補(bǔ)地點(diǎn)和互阻抗的絕對(duì)值|zij|(i＝2，…，N)。在此，對(duì)端口301和端口302的互阻抗Z12、端口301和端口303的互阻抗Z13的絕對(duì)值的大小進(jìn)行比較，如果|Z12|＜|Z13|則將LSI-2封裝305的最佳搭載地點(diǎn)作為端口302輸出顯示，如果|Z12|＞|Z13|則將LSI-2封裝305的最佳搭載地點(diǎn)作為端口303輸出顯示。
接下來，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖8是功能性表示本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。另外，圖8是基本與圖2一致的框圖，但其特征是在最佳LSI搭載地點(diǎn)評(píng)估部207上還連接有初始LSI電源等效電路模型輸入部809。此外，圖9是用于說明在本實(shí)施方式中利用了LSI電源等效電路模型時(shí)的最佳LSI地點(diǎn)評(píng)估方法的圖。在圖9中，900是表示以上述多層印刷電路基板的多個(gè)電源-節(jié)點(diǎn)端子為輸入來表示的具有阻抗矩陣矢量Z的電路系統(tǒng)的功能框。此外，901為初始搭載的LSI的電源等效電路模型，包括電流源902和內(nèi)部阻抗903。進(jìn)而，904和905表示剩余的LSI搭載地點(diǎn)的電源變動(dòng)值。
接下來對(duì)如上構(gòu)成的本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖10是表示本實(shí)施方式的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)的解析處理的順序的流程圖。圖10是基本與圖7一致的圖，但其特征是具有輸入初始LSI電源等效電路模型的步驟S1008。此時(shí)，在最佳LSI搭載地點(diǎn)選定步驟(步驟S706)中，利用初始的LSI搭載地點(diǎn)指定步驟S705和初始LSI電源等效電路模型輸入步驟S1008的兩個(gè)信息，選定最佳LSI搭載地點(diǎn)。此時(shí)，在圖8中，在最佳LSI搭載地點(diǎn)評(píng)估部207中，在由阻抗矩陣計(jì)算部205得到的阻抗矩陣的、對(duì)應(yīng)于初始LSI搭載地點(diǎn)的端口上，附加電源等效電路模型作為負(fù)載，在該狀態(tài)下，計(jì)算剩余的搭載候補(bǔ)地點(diǎn)的電壓變動(dòng)，并按照從小到大的順序?qū)ζ渲颠M(jìn)行排序。此外，在最佳LSI搭載地點(diǎn)顯示部值，按照由最佳LSI搭載地點(diǎn)評(píng)估部207排序了的順序顯示候補(bǔ)地點(diǎn)和電壓變動(dòng)量。
另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，對(duì)于LSI的電源等效電路模型，僅考慮了初始搭載的LSI，但也可在適用的其他LSI中利用電源等效電路模型評(píng)估多個(gè)LSI電源端子間的相互結(jié)合。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可從多層印刷電路基板的多個(gè)LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中優(yōu)選選定電源系統(tǒng)難以相互產(chǎn)生影響的地點(diǎn)。這在如下領(lǐng)域極為重要需要在綜合LSI設(shè)計(jì)和印刷電路基板設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行高速高精度的電源系統(tǒng)解析的電路設(shè)計(jì)的領(lǐng)域、EMC(Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容性)領(lǐng)域。
另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中說明的多層電路基板解析方法，可通過由個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站等計(jì)算機(jī)執(zhí)行預(yù)先準(zhǔn)備的程序來實(shí)現(xiàn)。該程序被記錄在硬盤、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory，只讀光盤)、MO(Magneto-Optical disk，磁光盤)、DVD(Digital VersatileDisc，數(shù)字萬能光盤)等可由計(jì)算機(jī)讀取的記錄介質(zhì)中，通過由計(jì)算機(jī)從記錄介質(zhì)中讀出來執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)及綜合電源系統(tǒng)解析方法，在將多個(gè)LSI搭載于多層印刷電路基板上時(shí)，可在考慮了經(jīng)由印刷電路基板的LSI的電源系統(tǒng)之間的相互作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合了印刷電路基板和LSI的電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方針。
權(quán)利要求
1.一種綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，其特征在于，具有以下單元根據(jù)與多層印刷電路基板的等效電路制作用的網(wǎng)目相關(guān)的信息，計(jì)算等效電路常數(shù)的單元，所述多層印刷電路基板具有可搭載多個(gè)LSI的多個(gè)候補(bǔ)地點(diǎn)；利用上述等效電路常數(shù)，計(jì)算以多層印刷電路基板的電源及接地端子為輸入的阻抗矩陣的單元；從上述LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中選定搭載第一個(gè)LSI的場所的單元；以及在從上述LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)除去了上述第一個(gè)LSI的搭載地點(diǎn)的剩余的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中，利用上述阻抗矩陣，按順序選定難以和上述第一個(gè)LSI的電源供給系統(tǒng)發(fā)生相互作用的場所的單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，其特征在于，具有以下單元輸入與多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)和物理常數(shù)相關(guān)的信息的單元，所述多層印刷電路基板具有可搭載多個(gè)LSI的多個(gè)候補(bǔ)地點(diǎn)；以及輸入與上述多層印刷電路基板的等效電路制作用的網(wǎng)目相關(guān)的信息的單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，其特征在于，還具有以下單元利用上述阻抗矩陣，在多層印刷電路基板上的特定的LSI用的電源端子中插入LSI側(cè)的電源模型作為負(fù)載，在此基礎(chǔ)上計(jì)算剩余的LSI用的電源端子及接地端子中的電壓變動(dòng)，由此按順序選定難以和特定的LSI的電源系統(tǒng)發(fā)生相互作用的場所的單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，其特征在于，還具有以下單元在制作上述阻抗矩陣時(shí)，根據(jù)通過將多層印刷電路基板網(wǎng)目化而確定的導(dǎo)納矩陣和輸入電流、輸入電壓的關(guān)系式，設(shè)沒有通路的節(jié)點(diǎn)的輸入電流為0，而僅制作與有通路的節(jié)點(diǎn)相關(guān)的導(dǎo)納矩陣，并利用上述導(dǎo)納矩陣制作阻抗矩陣的單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，其特征在于，利用具有一對(duì)或兩對(duì)以上的電源-接地層對(duì)的多層印刷電路基板的阻抗矩陣，評(píng)估多個(gè)LSI的電源系統(tǒng)的相互作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)，其特征在于，利用具有一對(duì)或兩對(duì)以上的電源-接地層對(duì)的多層印刷電路基板的阻抗矩陣、和多個(gè)LSI的電源等效電路模型，評(píng)估多個(gè)LSI的電源系統(tǒng)的相互作用。
7.一種綜合電源系統(tǒng)解析方法，其特征在于，根據(jù)與多層印刷電路基板的等效電路制作用的網(wǎng)目相關(guān)的信息，計(jì)算等效電路常數(shù)，所述多層印刷電路基板具有可搭載多個(gè)LSI的多個(gè)候補(bǔ)地點(diǎn)，利用上述等效電路常數(shù)，計(jì)算以多層印刷電路基板的電源及接地端子為輸入的阻抗矩陣，從上述LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中選定搭載第一個(gè)LSI的場所，并在從上述LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)除去了上述第一個(gè)LSI的搭載地點(diǎn)的剩余的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)中，利用上述阻抗矩陣，按順序選定難以和上述第一個(gè)LSI的電源供給系統(tǒng)發(fā)生相互作用的場所。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綜合電源系統(tǒng)解析方法，其特征在于，具有以下步驟輸入與多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)和物理常數(shù)相關(guān)的信息，所述多層印刷電路基板具有可搭載多個(gè)LSI的多個(gè)候補(bǔ)地點(diǎn)；以及輸入與上述多層印刷電路基板的等效電路制作用的網(wǎng)目相關(guān)的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綜合電源系統(tǒng)解析方法，其特征在于，利用上述阻抗矩陣，在多層印刷電路基板上的特定的LSI用的電源端子中插入LSI側(cè)的電源模型作為負(fù)載，在此基礎(chǔ)上計(jì)算剩余的LSI用的電源端子及接地端子中的電壓變動(dòng)，由此按順序選定難以和特定的LSI的電源系統(tǒng)發(fā)生相互作用的場所。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綜合電源系統(tǒng)解析方法，其特征在于，在制作上述阻抗矩陣時(shí)，根據(jù)通過將多層印刷電路基板網(wǎng)目化而確定的導(dǎo)納矩陣和輸入電流、輸入電壓的關(guān)系式，設(shè)沒有通路的節(jié)點(diǎn)的輸入電流為0，而僅制作與有通路的節(jié)點(diǎn)相關(guān)的導(dǎo)納矩陣，并利用上述導(dǎo)納矩陣制作阻抗矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綜合電源系統(tǒng)解析方法，其特征在于，利用具有一對(duì)或兩對(duì)以上的電源-接地層對(duì)的多層印刷電路基板的阻抗矩陣，評(píng)估多個(gè)LSI的電源系統(tǒng)的相互作用。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的綜合電源系統(tǒng)解析方法，其特征在于，利用具有一對(duì)或兩對(duì)以上的電源-接地層對(duì)的多層印刷電路基板的阻抗矩陣、和多個(gè)LSI的電源等效電路模型，評(píng)估多個(gè)LSI的電源系統(tǒng)的相互作用。
13.一種多層印刷電路基板，其特征在于，利用通過權(quán)利要求1所述的綜合電源系統(tǒng)解析系統(tǒng)得到的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)的順序，搭載有多個(gè)LSI。
全文摘要
輸入與多層印刷電路基板的結(jié)構(gòu)、物理常數(shù)、網(wǎng)目相關(guān)的信息(步驟S701)，制作多層印刷電路基板的等效電路模型(步驟S702)。制作以最上層的LSI電源端子的搭載候補(bǔ)地點(diǎn)為輸入、以最下層的LSI電源端子的搭載候補(bǔ)地點(diǎn)為輸出的傳遞矩陣(步驟S703)，并將該傳遞矩陣轉(zhuǎn)換為阻抗矩陣(步驟S704)。在此，輸入初始LSI搭載地點(diǎn)(步驟S705)，選定最佳LSI搭載地點(diǎn)(步驟S706)，并按順序輸出最佳LSI搭載地點(diǎn)及剩余的LSI搭載候補(bǔ)地點(diǎn)(步驟S707)。
文檔編號(hào)H05K3/46GK1938707SQ20058001046
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者小林直樹, 原田高志 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社