一種基於無源建模的電路仿真方法

2023-06-10 19:01:46

專利名稱：一種基於無源建模的電路仿真方法
技術領域：
本發明涉及一種基於無源建模的電路仿真方法，屬於集成電路設計技術領域。
背景技術：
在工作頻率較高的電路，例如毫米波電路的設計驗證流程中，根據電磁仿真數據建立用於描述電路器件或子電路的電學特性的模型從而進行仿真是其中重要的一步。這裡所說的電路器件或子電路一般是具有無源性的。而無源性指的是器件或者電路的平均功率不大於零的特性；電磁仿真指的是對於組成電路的電路器件或子電路進行電磁學仿真，電磁仿真的輸入是這些電路器件或子電路的幾何尺寸、構造與工作環境，電磁仿真的輸出是描述這些器件在不同頻率下的工作特性的數據，例如S參數或混合參數。根據電磁仿真數據建立電路器件或子電路的模型後，將這些模型用於電路仿真，則可以得到電路的參數，評估電路的性能。由於電路中的很多電路器件或子電路本身就具有無源性，那麼它們的模型最好也具有無源性，否則會影響電路仿真的穩定性，也就是影響電路仿真能否得到真實合理的結果。因此電路仿真過程中無源的電路器件或子電路的模型需要保證是無源的。下面對無源性做數學描述。傳遞函數與狀態空間方程是模型的兩種不同的表示方法。模型的傳遞函數是指系統的輸入與輸出信號拉普拉斯變換之比，而狀態空間是指由模型的狀態變量及其導數構成的空間。一個器件或模型的狀態空間方程由下面兩個方程組成
權利要求
1. 一種基於無源建模的電路仿真方法，其特徵在於該方法包括以下步驟(1)採用電磁仿真的方法，生成一個用於電路仿真的數據文件，該數據文件中包括電磁仿真的環境參數、用於表述仿真結果的數據格式和仿真結果，根據該數據文件，利用向量擬合方法，建立該電路的初始仿真模型；(2)對上述初始仿真模型進行修正，使初始仿真模型成為初始無源模型，修正方法為採用擾動哈密爾頓矩陣的特徵根方法，得到初始無源模型；或採用擾動極點對應的係數方法，得到初始無源模型；或使上述初始仿真模型的係數矩陣D與一個用於提高初始仿真模型傳遞函數特徵根的正定矩陣相互疊加，得到初始無源模型；(3)以最終無源模型的精度為優化目標，用無源性約束作為優化約束條件，以上述步驟 (2)的初始無源模型為初始解，使用優化算法，得到最終無源模型優化變量C，D最小化
全文摘要
本發明涉及一種基於無源建模的電路仿真方法，屬於集成電路設計技術領域。首先採用電磁仿真的方法，生成一個數據文件，根據數據文件，利用向量擬合方法，建立初始仿真模型；對初始仿真模型進行修正，使初始仿真模型成為初始無源模型；以最終無源模型的精度為優化目標，用無源性約束作為優化約束條件，以初始無源模型為初始解，使用優化算法，得到最終無源模型；將最終無源模型的係數矩陣輸入到電路仿真器中，進行計算，得到電路參數。本發明仿真方法提高了建模的精度，縮短建模的時間，進而提高電路仿真的效率和精度，增強電路仿真的收斂性，將本發明方法應用到集成電路設計中，可以提高電路仿真的可靠性和電路設計效率，縮短電路產品的上市時間。
文檔編號G06F17/50GK102542112SQ20111046051
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者餘志平, 葉佐昌, 王天時 申請人:清華大學