(57)【要約】【課題】  与えられた導体配線構造における電磁界をシミュレートする電磁界シミュレータ、およびコンピュータをそのような電磁界シミュレータとして動作させる電磁界シミュレートプログラムに関し、電磁気的な特性を実用的な時間内で求める。【解決手段】  上記導体配線上で形状が所定の不連続状態となっている不連続部分を探索する探索部４２０と、上記導体配線を包含する解析領域を複数のシミュレート領域の集合として設定し、各不連続部分については、その不連続部分の周辺の所定範囲に存在する配線部分も同一のシミュレート領域に包含させる領域設定部４３０と、  領域設定部４３０によって設定された各シミュレート領域毎に電磁界をシミュレートして上記特性を算出する個別特性算出部（４６０，４７０）と、  個別特性算出部によって算出された各シミュレート領域毎の特性を結合して、上記導体配線全体における特性を算出する特性結合部４９０とを備えている。【選択図】      図４
2006053733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計構造が与えられた導体配線における電磁界をシミュレートして電磁気的な特性を算出する電磁界シミュレータにおいて、
前記導体配線上で形状が所定の不連続状態となっている不連続部分を探索する探索部と、
複数のシミュレート領域の全体として前記導体配線を包含するとともに、前記探索部によって見つけられた各不連続部分と、その不連続部分の周辺の所定範囲に存在する配線部分とについては同一のシミュレート領域に包含されるように各シミュレート領域を設定する領域設定部と、
前記領域設定部によって設定された各シミュレート領域毎に電磁界をシミュレートして前記特性を算出する個別特性算出部と、
前記個別特性算出部によって算出された各シミュレート領域毎の特性を結合して、前記導体配線全体における特性を算出する特性結合部とを備えたことを特徴とする電磁界シミュレータ。
【請求項２】
前記探索部が、前記不連続部分として、配線が屈曲している部分を探索するものであることを特徴とする請求項１記載の電磁界シミュレータ。
【請求項３】
前記探索部が、前記不連続部分として、ＶＩＡが設けられている部分を探索するものであることを特徴とする請求項１記載の電磁界シミュレータ。
【請求項４】
前記探索部が、前記不連続部分として、ＰＡＤが設けられている部分を探索するものであることを特徴とする請求項１記載の電磁界シミュレータ。
【請求項５】
コンピュータに組み込まれ、該コンピュータに、設計構造が与えられた導体配線における電磁界をシミュレートさせて電磁気的な特性を算出させる電磁界シミュレートプログラムにおいて、
前記コンピュータ上に、
前記導体配線上で形状が所定の不連続状態となっている不連続部分を探索する探索部と、
複数のシミュレート領域の全体として前記導体配線を包含するとともに、前記探索部によって見つけられた各不連続部分と、その不連続部分の周辺の所定範囲に存在する配線部分とについては同一のシミュレート領域に包含されるように各シミュレート領域を設定する領域設定部と、
前記領域設定部によって設定された各シミュレート領域毎に電磁界をシミュレートして前記特性を算出する個別特性算出部と、
前記個別特性算出部によって算出された各シミュレート領域毎の特性を結合して、前記導体配線全体における特性を算出する特性結合部とを構築することを特徴とする電磁界シミュレートプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、与えられた導体配線構造における電磁界をシミュレートする電磁界シミュレータ、およびコンピュータをそのような電磁界シミュレータとして動作させる電磁界シミュレートプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、設計中の配線における信号伝達性能などを算出して設計に反映させることが広く行われており、近年、信号の高周波数化に伴って、配線の線路特性の周波数依存性を表したＳパラメータ（スミスチャート）を用いた高精度な設計が注目されている。
【０００３】
このようなＳパラメータを求める手法としては、配線などの対象物で生じる電磁界を電磁界シミュレータや電磁界シミュレートプログラムで三次元シミュレートし、その電磁界の周波数依存性を解析するという手法がある。このような電磁界シミュレータや電磁界シミュレートプログラムで電磁界をシミュレートする代表的な手法として、有限差分時間領域法（ＦＤＴＤ法：Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ法）が知られている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）。この手法は、電磁界の時間変化を記述する基本方程式であるＭａｘｗｅｌｌの方程式を、空間的・時間的に差分化し、電磁界の時間変化を追跡するものである。この手法によれば、空間及び時間の離散化に用いるグリッドの間隔（ステップ）が十分に小さく設定されることにより、電磁界の時間変化が詳細にシミュレートされる。このようなＦＤＴＤ法の利点としては、計算原理が単純で演算の高速化が容易である点や、原理的に時間波形が計算されるため過渡的な電磁波特性が評価できる点や、３次元計算が容易である点などがあげられる。
【特許文献１】特開２００３−６１８１
【非特許文献１】宇野亨，「ＦＤＴＤ法による電磁界およびアンテナ解析」，１９９８，コロナ社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＦＤＴＤ法を用いて例えば基板全体を一度に解析した場合には天文学的な計算機時間となり実用的でない。また、対象となる配線が１本の配線であっても、配線導体の全てを一括して計算すると解析空間が大きくなり膨大な時間がかかり、現実的な時間内にＳパラメータを求める事が出来ないという問題がある。
【０００５】
基板上などに設計配置される配線の構造は直線的であることは少なく、全体として曲がった複雑な構造となることが多いのに対し、ＦＤＴＤ法による解析空間は直方体状であるので、曲がった構造の配線を内包するような解析空間は、Ｓパラメータの解析には不要な空間部分を多く含んだものとなってしまう。ＦＤＴＤ法は、一般的に計算機時間とグリッド数が比例する為、解析に不必要な部分が多いほど計算機時間の無駄が多くなり、現実的な時間内でのシミュレートが不可能となる。
【０００６】
このような問題は、Ｓパラメータの算出時のみに生じる問題ではなく、電磁気的な特性を電磁界のシミュレートによって求める場合に一般的に生じる問題である。また、この問題は、ＦＤＴＤ法によるシミュレートのみで生じる問題でもなく、電磁界のシミュレートにどの様な方式を採用しても生じうる問題である。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、電磁気的な特性を実用的な時間内で求めることができる電磁界シミュレータ、およびコンピュータをそのような電磁界シミュレータとして動作させる電磁界シミュレートプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の電磁界シミュレータは、
設計構造が与えられた導体配線における電磁界をシミュレートして電磁気的な特性を算出する電磁界シミュレータにおいて、
上記導体配線上で形状が所定の不連続状態となっている不連続部分を探索する探索部と、
複数のシミュレート領域の全体として上記導体配線を包含するとともに、探索部によって見つけられた各不連続部分と、その不連続部分の周辺の所定範囲に存在する配線部分とについては同一のシミュレート領域に包含されるように各シミュレート領域を設定する領域設定部と、
領域設定部によって設定された各シミュレート領域毎に電磁界をシミュレートして上記特性を算出する個別特性算出部と、
個別特性算出部によって算出された各シミュレート領域毎の特性を結合して、上記導体配線全体における特性を算出する特性結合部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
Ｓパラメータを実用的な計算機時間で抽出する為には、不要な部分を含まない必要最低限の解析空間を用いてＦＤＴＤ法などによる解析を行うことが望まれる。そのような解析空間を得るための手法としては、例えば、解析対象の配線に沿った複数の小規模領域で解析空間を構成するという手法が考えられる。このとき、単純には、例えばＣＡＤなどで設計された配線であればＣＡＤの部品単位で小規模領域を設定することによって解析空間を十分に小さく設定することができると期待される。しかし、前述のように、実際の配線導体形状は、複雑な形状をしているので、単純な部品単位での小規模領域設定では電磁気的な不整合などを生じて解析精度が低下してしまう。
【００１０】
本発明の電磁界シミュレータでは、探索部で不連続部分が探索され、その不連続部分の周辺の配線部分と不連続部分とが同一の小規模領域（シミュレート領域）に包含されることによって電磁気的な不整合などが回避されている。そして、複数の小規模領域それぞれで電磁気的な特性が算出され、最後に各領域の特性が結合されて配線全体の特性が得られる。このようにして、本発明の電磁界シミュレータでは、実用的な時間内で電磁気的な特性が精度良く求められる。
【００１１】
本発明の電磁界シミュレータは、上記探索部が、上記不連続部分として、配線が屈曲している部分を探索するものであることが好適である。
【００１２】
配線が屈曲している部分は、ＣＡＤなどを使った設計の際には直線配線部品同士のつなぎ目として生じ、シミュレート領域が単純に部品単位で設定されると、この屈曲部分の前後が複数のシミュレート領域に分割される。この屈曲部分の前後の配線部分は互いに電磁気的な影響を及ぼし合い、屈曲に応じた電磁界の偏りを生じているが、屈曲部分の前後が複数のシミュレート領域に分割されてしまうと、そのような電磁気的な影響や偏りが再現されず、電磁気的に不整合を生じることとなる。
【００１３】
本発明の電磁界シミュレータで上記不連続部分として屈曲部分が採用されることにより、その屈曲部分で生じる不整合を回避することができる。
【００１４】
また、本発明の電磁界シミュレータは、上記探索部が、上記不連続部分として、ＶＩＡが設けられている部分を探索するものであることも好適である。
【００１５】
複数の層に配線が可能な配線基板においては、異なる層の配線を繋ぐためにＶＩＡが用いられる。このようなＶＩＡの周辺でも上述したような電磁気的な不整合が生じる。
【００１６】
本発明の電磁界シミュレータで上記不連続部分としてＶＩＡ部分が採用されることにより、そのＶＩＡ部分で生じる不整合を回避することができる。
【００１７】
更に、本発明の電磁界シミュレータは、上記探索部が、上記不連続部分として、ＰＡＤが設けられている部分を探索するものであることも好適である。
【００１８】
ＬＳＩの端子やチップ部品などを接続するために配線上にはしばしばＰＡＤが設けられるが、このＰＡＤの周辺でも上述したような電磁気的な不整合が生じる。
【００１９】
本発明の電磁界シミュレータで上記不連続部分としてＰＡＤ部分が採用されることにより、そのＰＡＤ部分で生じる不整合を回避することができる。
【００２０】
上記目的を達成する本発明の電磁界シミュレートプログラムは、
コンピュータに組み込まれ、そのコンピュータに、設計構造が与えられた導体配線における電磁界をシミュレートさせて電磁気的な特性を算出させる電磁界シミュレートプログラムにおいて、
上記コンピュータ上に、
上記導体配線上で形状が所定の不連続状態となっている不連続部分を探索する探索部と、
複数のシミュレート領域の全体として上記導体配線を包含するとともに、探索部によって見つけられた各不連続部分と、その不連続部分の周辺の所定範囲に存在する配線部分とについては同一のシミュレート領域に包含されるように各シミュレート領域を設定する領域設定部と、
領域設定部によって設定された各シミュレート領域毎に電磁界をシミュレートして上記特性を算出する個別特性算出部と、
個別特性算出部によって算出された各シミュレート領域毎の特性を結合して、上記導体配線全体における特性を算出する特性結合部とを構築することを特徴とする電磁界シミュレートプログラム。
【００２１】
本発明の電磁界シミュレートプログラムによれば、本発明の電磁界シミュレータの構成要素をコンピュータによって容易に構築し、そのコンピュータを本発明の電磁界シミュレータとして動作させることができる。
【００２２】
なお、本発明にいう電磁界シミュレートプログラムについては、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう電磁界シミュレートプログラムには、上記の基本形態のみではなく、前述した電磁界シミュレータの各形態に対応する各種の形態が含まれる。
【００２３】
また、本発明の電磁界シミュレートプログラムが組み込まれるコンピュータシステムは、１台のコンピュータと周辺機器からなるものであってもよく、あるいは複数台のコンピュータを含むものであってもよい。
【００２４】
さらに、本発明の電磁界シミュレートプログラムがコンピュータ上に構成する領域設定部などといった要素は、１つの要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよく、１つの要素が複数のプログラム部品によって構築されるものであってもよく、複数の要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよい。また、これらの要素は、そのような作用を自分自身で実行するものとして構築されてもよく、あるいは、コンピュータに組み込まれている他のプログラムやプログラム部品に指示を与えて実行するものとして構築されても良い。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明の電磁界シミュレータおよび電磁界シミュレートプログラムによれば、電磁気的な特性が実用的な時間内で求められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
ここでは、本発明の電磁界シミュレートプログラムの一実施形態がコンピュータに組み込まれて実行されることによってそのコンピュータ上に本発明の電磁界シミュレータの一実施形態が構成される例について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態が適用されるコンピュータを示す外観斜視図である。
【００２９】
このコンピュータ１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭメモリ、ハードディスク等を内蔵した本体部１０１、本体部１０１からの指示により蛍光面１０２ａに画面表示を行うＣＲＴディスプレイ１０２、このコンピュータ内にユーザの指示や文字情報を入力するためのキーボード１０３、蛍光面１０２ａ上の任意の位置を指定することによりその位置に応じた指示を入力するマウス１０４を備えている。
【００３０】
本体部１０１は、さらに、外観上、フレキシブルディスク２１０（図１には図示せず；図２参照）やＣＤ−ＲＯＭ２００が装填されるフレキシブルディスク装填口１０１ａおよびＣＤ−ＲＯＭ装填口１０１ｂを有しており、その内部には、装填されたフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ２００をドライブする、フレキシブルディスクドライブ１１４（図２参照）やＣＤ−ＲＯＭドライブ１１５（図２参照）も搭載されている。
【００３１】
本実施形態では、ＣＤ−ＲＯＭ２００に本発明の電磁界シミュレートプログラムの一実施形態が記憶されており、このＣＤ−ＲＯＭ２００がＣＤ−ＲＯＭ装填口１０１ｂから本体部１０１内に装填され、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１５によりそのＣＤ−ＲＯＭ２００に記憶された電磁界シミュレートプログラムがこのコンピュータ１００のハードディスク内にインストールされる。このコンピュータ１００のハードディスク内にインストールされた電磁界シミュレートプログラムが起動されると、このコンピュータ１００上には、本発明の電磁界シミュレータの一実施形態が構築される。
【００３２】
図２は、図１に示すコンピュータのハードウェア構成図である。
【００３３】
ここに示すようにコンピュータ１００には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１１、ＲＡＭ１１２、ハードディスクコントローラ１１３、フレキシブルディスクドライブ１１４、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１５、マウスコントローラ１１６、キーボードコントローラ１１７、およびディスプレイコントローラ１１８が備えられており、それらはバス１１０で相互に接続されている。
【００３４】
フレキシブルディスクドライブ１１４、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１５は、図１を参照して説明したように、フレキシブルディスク２１０、ＣＤ−ＲＯＭ２００が装填され、装填されたフレキシブルディスク２１０、ＣＤ−ＲＯＭ２００をアクセスするものである。
【００３５】
また、ここには、ハードディスクコントローラ１１３によりアクセスされるハードディスク２２０、マウスコントローラ１１６により制御されるマウス１０４、キーボードコントローラ１１７により制御されるキーボード１０３、およびディスプレイコントローラ１１８により制御されるＣＲＴディスプレイ１０２も示されている。
【００３６】
前述したように、ＣＤ−ＲＯＭ２００には電磁界シミュレートプログラムが記憶されており、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１５により、そのＣＤ−ＲＯＭ２００から電磁界シミュレートプログラムが読み込まれ、バス１１０を経由し、ハードディスクコントローラ１１３によりハードディスク２２０内に格納される。実際の実行にあたっては、そのハードディスク２２０内の電磁界シミュレートプログラムはＲＡＭ１１２上にロードされ、ＣＰＵ１１１により実行される。
【００３７】
図３は、本発明の電磁界シミュレートプログラムの一実施形態を示す図である。ここでは、この電磁界シミュレートプログラム３００は、ＣＤ−ＲＯＭ２００に記憶されている。
【００３８】
この電磁界シミュレートプログラム３００は、図１に示すコンピュータ１００内で実行され、そのコンピュータ１００を、電磁界をシミュレートする電磁界シミュレータとして動作させるものであり、配線選択部３１０と探索部３２０と領域設定部３３０とシミュレート演算部３４０とＳパラメータ算出部３５０と結合部３６０とを有する。
【００３９】
この電磁界シミュレートプログラム３００の各要素の詳細については後述する。
【００４０】
図４は、本発明の電磁界シミュレータの一実施形態の機能ブロック図である。
【００４１】
この電磁界シミュレータ４００は、図３の電磁界シミュレートプログラム３００が、図１に示すパーソナルコンピュータ１００にインストールされて実行されることにより構成されるものである。
【００４２】
この電磁界シミュレータ４００は配線データ記憶部４１０と配線選択部４２０と探索部４３０と領域設定部４４０と電磁界記憶部４５０とシミュレート演算部４６０とＳパラメータ算出部４７０とＳパラメータ記憶部４８０と結合部４９０とから構成されており、配線選択部４２０、探索部４３０、領域設定部４４０、シミュレート演算部４６０、Ｓパラメータ算出部４７０、および結合部４９０は、図３に示す電磁界シミュレートプログラム３００を構成する、配線選択部３１０、探索部３２０、領域設定部３３０、シミュレート演算部３４０、Ｓパラメータ算出部３５０、および結合部３６０それぞれによってパーソナルコンピュータ１００上に構成されている。このように、図４に示す電磁界シミュレータ４００の各要素は、図３に示す電磁界シミュレートプログラム３００の各要素に対応するが、図４の各要素は、図１に示すパーソナルコンピュータ１００のハードウェアとそのパーソナルコンピュータで実行されるＯＳやアプリケーションプログラムとの組合せで構成されているのに対し、図３に示す各要素はそれらのうちのアプリケーションプログラムのみにより構成されている点が異なる。
【００４３】
なお、電磁界記憶部４５０の機能は、いわゆる主記憶装置（図２に示すＲＡＭ１１２）によって担われており、配線データ記憶部４１０およびＳパラメータ記憶部４８０の機能は、いわゆる二次記憶装置（図２に示すハードディスク２２０やフレキシブルディスクドライブ１１４など）によって担われている。
【００４４】
電磁界シミュレータ４００の構成要素のうち、探索部４３０は本発明にいう探索部の一例に相当し、領域設定部４４０は本発明にいう領域設定部の一例に相当している。また、シミュレート演算部４６０とＳパラメータ算出部４７０とによって本発明にいう個別特性算出部の一例が構成されており、結合部４９０は本発明にいう特性結合部の一例に相当する。
【００４５】
この電磁界シミュレータ４００は、ＣＡＤなどによって設計された配線基板上の配線における電磁界をシミュレートし、本発明にいう電磁的な特性の一例に相当するＳパラメータを算出するものである。以下、まず各構成要素の概略について説明し、その後で、具体的な例も用いて電磁界シミュレータ４００の詳細な動作説明を行う。
【００４６】
配線データ記憶部４１０は、設計された配線形状を表す形状データを記憶するものであり、配線選択部４２０は、図１および図２に示すキーボード１０３やマウス１０４による選択操作を受けて、配線基板上に配置されている多数の配線中からＳパラメータの算出対象となる配線を選択する。
【００４７】
探索部４３０は、選択された配線上で、本発明にいう不連続部分を探索し、領域設定部４４０は、見つけられた不連続部分に基づいて、上述した電磁気的な不整合が回避されるように複数のシミュレート領域を設定する。電磁界記憶部４５０には、設定されたシミュレート領域の電磁界を記憶するための３次元配列変数が用意される。
【００４８】
シミュレート演算部４６０は、各シミュレート領域について電磁界を前述のＦＤＴＤ法でシミュレートして電磁界記憶部４５０の３次元配列変数の値を更新する。
【００４９】
Ｓパラメータ算出部４７０は、各シミュレート領域について、シミュレートされた電磁界に基づいてＳパラメータを算出し、Ｓパラメータ記憶部４８０には、算出された各Ｓパラメータが記憶される。
【００５０】
結合部４９０は、各シミュレート領域について算出されたＳパラメータを結合して、選択された配線全体の特性を表したＳパラメータを算出する。
【００５１】
以下、電磁界シミュレータ４００の動作の詳細を、フローチャートと具体的な例を用いて説明する。
【００５２】
図５は、電磁界シミュレータのメイン動作を表すフローチャートであり、図６〜図８は、メイン動作中のサブ処理を表すフローチャートである。
【００５３】
図５には、説明の便宜のため、図４にも示す配線データ記憶部４１０、電磁界記憶部４５０、およびＳパラメータ記憶部４８０が示されている。
【００５４】
以下、これらのフローチャートの説明に際して図９〜図１４を適宜に参照する。
【００５５】
電磁界シミュレータのメイン動作が開始すると、先ず、ＣＡＤなどで設計された配線基板上の配線形状を表す形状データが配線データ記憶部４１０から、図４に示す配線選択部４２０に読み込まれる（図５のステップＳ０１）。配線選択部４２０は、図１および図２に示すＣＲＴディスプレイ１０２上に配線図を表示する。
【００５６】
図９は、表示される配線図の一例を示す図である。
【００５７】
この図９に示すように、配線基板５００上には一般的に多くの配線５１０が配置されている。電磁界シミュレータでＳパラメータが算出される際には、これらの配線５１０の中から１本の着目配線５１０＿Ｔがユーザの操作によって選択される。即ち、図４に示す配線選択部４２０が、図１および図２に示すキーボード１０３やマウス１０４による選択操作を受けて着目配線５１０＿Ｔを選択する（図５のステップＳ０２）。このように着目配線５１０＿Ｔが選択されると、その着目配線５１０＿Ｔに沿った解析領域５２０が電磁界シミュレータによって自動的に設定される。
【００５８】
配線の形状は、断面形状が一様に連続している部分と不連続な部分とに分けることが出来、まず、着目配線５１０＿Ｔ上の不連続な部分が図４に示す探索部４３０によって探索され、見つかった不連続部分を個々に包含する小規模領域（シミュレート領域）が領域設定部４４０によって設定される（図５のステップＳ０３）。電磁界記憶部４５０には、設定されたシミュレート領域に対応する、電磁界のデータを記憶する３次元配列変数が用意されると共に、そのシミュレート領域内の物質配置に応じた誘電率や透磁率などの分布が設定（モデリング）される。このステップＳ０３におけるサブ処理については後で詳述する。
【００５９】
着目配線上で見つかった全ての不連続な部分についてシミュレート領域の設定が終了すると、次に、図４に示す領域設定部４４０によって、それらのシミュレート領域のうちで重なり合ったシミュレート領域の一体化が行われて電磁界記憶部４５０の３次元配列変数などが修正される（ステップＳ０４）。このステップＳ０４のサブ処理の詳細についても後述する。
【００６０】
重なり合ったシミュレート領域の一体化が終了すると、図４に示す領域設定部４４０によって、残った直線配線部分（連続部分）を包含したシミュレート領域が設定され、電磁界記憶部４５０には、そのシミュレート領域に対応する３次元配列変数が用意され、誘電率や透磁率などの分布が設定（モデリング）される（ステップＳ０５）。このステップＳ０５のサブ処理の詳細についても後述する。
【００６１】
これらステップＳ０３〜ステップＳ０５によって、図９に示すような、着目配線５１０＿Ｔに沿った解析領域５２０を構成する、全体として着目配線５１０＿Ｔを包含した複数のシミュレート領域が設定されることとなる。これらの各シミュレート領域について、図４に示すシミュレート演算部４６０によって電磁界のシミュレーションが実行され、Ｓパラメータ算出部４７０によって各シミュレート領域のＳパラメータが、そのシミュレーションの結果に基づいて算出される（ステップＳ０６）。算出されたＳパラメータはＳパラメータ記憶部４８０に記憶される。このように算出された各シミュレート領域のＳパラメータが、図４に示す結合部４９０によって結合されて着目配線の全体に亘る特性を表したＳパラメータが得られ（ステップＳ０７）、そのＳパラメータもＳパラメータ記憶部４８０に記憶される。Ｓパラメータについては、各配線部分におけるＳパラメータが所定の演算処理で結合されることによって、配線全体についてシミュレーションが行われた場合に得られるＳパラメータと全く同様のＳパラメータが得られることが分かっており、そのような結合のための演算処理も周知である。
【００６２】
各シミュレート領域は、シミュレーションに必要な限度でなるべく小さくなるように設定されており、各領域のＳパラメータは十分に短時間で算出される。また、これらのシミュレート領域で構成された解析領域も、いわば必要最小限のサイズの解析領域となっており、着目配線の全体に対応したＳパラメータも実用的な時間内で算出される。
【００６３】
以下、上記で説明を後回しにしたサブ処理の詳細について、具体的な例を用いて説明する。
【００６４】
図６は、不連続部分を包含するシミュレート領域を設定（モデリング）するサブ処理を表すフローチャートである。
【００６５】
このサブ処理は、図５のステップＳ０３で実行されるサブ処理である。
【００６６】
本実施形態では、不連続部分として、具体的には、ＶＩＡ部分とＰＡＤ部分と配線が屈曲した部分とが探索され、このサブ処理では、ＰＡＤ部分、ＶＩＡ部分、屈曲部分の順で探索される。
【００６７】
図１０は、探索対象となる着目配線の例を示す図である。
【００６８】
この図１０には、ＬＳＩ端子用のＰＡＤ６１０と、表面層配線６２０と、表面層と内層とをつなぐＶＩＡ６３０と、２つの屈曲部分６４１，６４２を有する内層配線６４０と、その内層配線６４０に接続したＶＩＡ６５０と、表面層配線６６０と、チップ部品用の２つのＰＡＤ６７０，６８０と、ＰＡＤ６８０に接続した表面層配線６９０と、ＬＳＩ端子用のＰＡＤ７００とで構成された着目配線５１０＿Ｔが示されている。
【００６９】
この着目配線５１０＿Ｔ上では、４つのＰＡＤ６１０，６７０，６８０，７００と、２つのＶＩＡ６３０，６５０と、２つの屈曲部分６４１，６４２とが不連続部分となっている。
【００７０】
図６に示すサブ処理が開始されると、先ず、図４に示す探索部４３０によって、着目配線の形状データが解析されてＰＡＤの部品が探索される（ステップＳ１１）。探索部４３０は、図１０に示すような着目配線５１０＿Ｔに沿って端からＰＡＤを探索していく。ＰＡＤが見つかると（図６のステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＰＡＤを含んだ周辺の領域がシミュレート領域としてモデリングされる（ステップＳ１２）。モデリングの対象として、ＰＡＤを構成する導体と、ＰＡＤに接続している配線導体の所定長さ分とが着目配線の形状データから抽出される。また、それらの配線導体だけでなく、基板を構成しているＧＮＤ層や絶縁体層についても、電磁気的な影響を及ぼすのでモデリングされる。このようにモデリングされた導体などの形状は、電磁界記憶部４５０に保存され（ステップＳ１３）、保存されたＰＡＤは探索部４３０による探索対象から除外される（ステップＳ１４）。
【００７１】
その後、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１〜ステップＳ１４の動作が、全てのＰＡＤが見つかるまで繰り返し実行される。
【００７２】
探索対象にＰＡＤが無くなると（ステップＳ１１：Ｎｏ）、次に、図４に示す探索部４３０によって形状データが解析されて、ＶＩＡの部品が探索される（ステップＳ１５）。ＶＩＡが見つかると（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ＶＩＡを含んだ周辺の領域がシミュレート領域としてモデリングされる（ステップＳ１６）。モデリングの対象として、ＶＩＡを構成する導体と、ＶＩＡから引き出されている配線導体の所定長さ分とが着目配線の形状データから抽出される。ＧＮＤ層や絶縁体層は、ここでもモデリングの対象となる。このようにモデリングされた導体などの形状は、電磁界記憶部４５０に保存され（ステップＳ１７）、保存されたＶＩＡは探索部４３０による探索対象から除外される（ステップＳ１８）。
【００７３】
その後、ステップＳ１５に戻り、ステップＳ１５〜ステップＳ１８の動作が、全てのＶＩＡが見つかるまで繰り返し実行される。
【００７４】
探索対象にＶＩＡが無くなると（ステップＳ１５：Ｎｏ）、次に、図４に示す探索部４３０によって形状データが解析されて、、直線配線部品同士の継ぎ目に相当する配線屈曲部が探索される（ステップＳ１９）。配線屈曲部が見つかると（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、その配線屈曲部を含んだ周辺の領域がシミュレート領域としてモデリングされる（ステップＳ２０）。モデリングの対象としては、屈曲点（即ち継ぎ目）から所定長さ分の配線導体が着目配線の形状データから抽出されるとともに、ＧＮＤ層や絶縁体層もモデリングの対象となる。このようにモデリングされた導体などの形状は、電磁界記憶部４５０に保存され（ステップＳ２１）、保存された配線屈曲部は探索部４３０による探索対象から除外される（ステップＳ２２）。
【００７５】
その後、ステップＳ１９に戻り、ステップＳ１９〜ステップＳ２２の動作が、全ての配線屈曲部が見つかるまで繰り返し実行され、探索対象に配線屈曲部が無くなると（ステップＳ１９：Ｎｏ）、この図６に示すサブ処理が終了する。
【００７６】
図１１は、図１０に示す着目配線の各不連続部分についてシミュレート領域が設定された様子を示す図である。
【００７７】
この図１１に示すように、着目配線上の各不連続部分に対し、その不連続部分の周辺に存在する配線も包含した領域がシミュレート領域７１０，…，７８０として設定される。このように、不連続部分の周辺の配線も包含したシミュレート領域が設定されることにより、不連続部分における電磁気的な不整合が回避され、高精度なシミュレーションが可能となる。
【００７８】
なお、この図１１では、配線屈曲部を含んだ２つのシミュレート領域７３０，７４０については、あたかもゆがんだ形状の領域であるかのように示されているが、実際にはこれらのシミュレート領域７３０，７４０も直方体の領域である。
【００７９】
図１３は、配線屈曲部を包含したシミュレート領域の詳細を表す図である。
【００８０】
屈曲部６４１を含んだシミュレート領域７３０は直方体の形状を有しており、このシミュレート領域７３０には、導体が載った絶縁体層８３０と、その絶縁体層８３０の更に下に設けられているＧＮＤ層も含まれている。
【００８１】
図６に示すサブ処理では、以上説明したような手順で、不連続部分を含んだシミュレート領域が設定される。
【００８２】
次に、重なったシミュレート領域を一体化するサブ処理について説明する。
【００８３】
図７は、重なったシミュレート領域を一体化するサブ処理を表すフローチャートである。
【００８４】
図６に示すサブ処理で、各不連続部分についてシミュレート領域が設定されると、特に、不連続部分の周辺に接続されている配線部分について、複数のシミュレート領域にまたがってしまう場合がある。この場合には、即ち、シミュレート領域が重なり合っていることとなり、そのままでは、最終的にＳパラメータを結合する際に不都合を生じてしまうので、予め、そのような重なり合ったシミュレート領域については一体化しておくことが必要となる。
【００８５】
図７に示すサブ処理が開始されると、図４に示す領域設定部４４０によって、既にモデリング済のシミュレート領域のうちで互いに領域が重なったものが探索され（ステップＳ３１）、重なり合ったシミュレート領域が見つかると、（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）それらの重なった領域のそれぞれに含まれている導体などを全て包含する新たな１つの直方体形状のシミュレート領域が設定され、絶縁層やＧＮＤ層についても新たにモデリングが行われる（ステップＳ３２）。このようにモデリングされた導体などの形状は、電磁界記憶部４５０に保存され（ステップＳ３３）、ステップＳ３１に戻って上記の手順が繰り返される。互いに重なり合ったシミュレート領域が無くなると（ステップＳ３１：Ｎｏ）この図７に示すサブ処理が終了する。
【００８６】
次に、直線配線を包含するシミュレート領域を設定するサブ処理について説明する。
【００８７】
図８は、直線配線を包含するシミュレート領域を設定（モデリング）するサブ処理を表すフローチャートである。
【００８８】
図６に示すサブ処理と図７に示すサブ処理が終了すると、着目配線でシミュレート領域に包含されずに残った部分は全て直線配線部分となっている。図８に示すサブ処理では、これらの直線配線部分に対してシミュレート領域が設定される。
【００８９】
この図８に示すサブ処理が開始されると、図４に示す領域設定部４４０によって着目配線の形状データが解析されて、着目配線の端から順に、まだシミュレート領域が設定されていない配線部分（即ち直線配線部分）が探索される（ステップＳ４１）。直線配線部分が見つかると（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、その直線配線部分を含んだシミュレート領域がモデリングされ、ＧＮＤ層や絶縁体層もモデリングの対象となる（ステップＳ４２）。モデリングされた形状は電磁界記憶部４５０に保存され（ステップＳ４３）、保存された直線配線部は探索対象から除外される（ステップＳ４４）。
【００９０】
その後、ステップＳ４１に戻り、ステップＳ４１〜ステップＳ４４の動作が、全ての直線配線部が見つかるまで繰り返し実行される。探索対象に直線配線部が無くなって、着目配線の全体に亘ってシミュレート領域が設定されてしまうと（ステップＳ４１：Ｎｏ）、この図８に示すサブ処理が終了する。
【００９１】
図１２は、図１１に示す着目配線の直線配線部分についてシミュレート領域が設定された様子を示す図である。
【００９２】
この図１２では、図１１でシミュレート領域が設定されずに残っていた配線部分についてもシミュレート領域７９０，…，８２０が設定されている。この結果、着目配線に対して全部で１２個のシミュレート領域が設定され、これら１２個のシミュレート領域全体によって、着目配線を包含した解析領域が構成されている。この用に構成される解析領域は、Ｓパラメータの解析に必要最小限のサイズに限定することができるので、シミュレーションに要する計算時間も必要最小限のものとなり、実用的な時間内における解析が可能となる。また、個々のシミュレート領域を比較すると、全く同一のモデル構造を有する複数のシミュレート領域が生じうる。このような同一のモデル構造を有する複数のシミュレート領域については１つのシミュレート領域のみについてシミュレーションや解析が行われると、他のシミュレート領域についてはシミュレーションなどを省略することができるので、計算時間の更なる短縮が期待できる。
【００９３】
最後に、このような各シミュレート領域について算出されるＳパラメータの結合について説明する。
【００９４】
図１４は、Ｓパラメータの結合を表す模式図である。
【００９５】
着目配線上に設定された各シミュレート領域それぞれについて算出されたＳパラメータ８５０＿１，…，８５０＿１２を、着目配線上の順序と同じ順序で結合すると、着目配線全体を１つのシミュレート領域によってシミュレートするときに得られるＳパラメータ８６０と全く同一の特性を有するものが得られる。従って、解析領域が、上述したような複数のシミュレート領域によって構成されることにより、大規模な配線モデルでも、解析精度の維持と解析時間の短縮化との双方が同時に実現される。
【００９６】
なお、上記説明では、本発明にいう探索部の一例として、ＶＩＡとＰＡＤと屈曲部とを探索するものが示されているが、本発明にいう探索部は、他の種類の不連続部分を探索するものであっても良い。
【００９７】
また、上記説明では、本発明にいう個別特性算出部におけるシミュレート機能を担うシミュレート演算部も予め備えた電磁界シミュレートプログラムが例示されているが、本発明の電磁界シミュレートプログラムは、自分以外のシミュレート演算プログラムなどの機能を利用してコンピュータ上に個別特性算出部を構築するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施形態が適用されるコンピュータを示す外観斜視図である。
【図２】図１に示すコンピュータのハードウェア構成図である。
【図３】本発明の電磁界シミュレートプログラムの一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の電磁界シミュレータの一実施形態の機能ブロック図である。
【図５】電磁界シミュレータのメイン動作を表すフローチャートである。
【図６】不連続部分を包含するシミュレート領域を設定（モデリング）するサブ処理を表すフローチャートである。
【図７】重なったシミュレート領域を一体化するサブ処理を表すフローチャートである。
【図８】直線配線を包含するシミュレート領域を設定（モデリング）するサブ処理を表すフローチャートである。
【図９】配線図の一例を示す図である。
【図１０】探索対象となる着目配線の例を示す図である。
【図１１】図１０に示す着目配線の各不連続部分についてシミュレート領域が設定された様子を示す図である。
【図１２】図１１に示す着目配線の直線配線部分についてシミュレート領域が設定された様子を示す図である。
【図１３】配線屈曲部を包含したシミュレート領域の詳細を表す図である。
【図１４】Ｓパラメータの結合を表す模式図である。
【符号の説明】
【００９９】
１００    コンピュータ
１０１    本体部
１０２ａ    蛍光面
１０２    ＣＲＴディスプレイ
１０３    キーボード
１０４    マウス
１０１ａ    フレキシブルディスク装填口
１０１ｂ    ＣＤ−ＲＯＭ装填口
１１０    バス
１１１    中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１１２    ＲＡＭ
１１３    ハードディスクコントローラ
１１４    フレキシブルディスクドライブ
１１５    ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１１６    マウスコントローラ
１１７    キーボードコントローラ
１１８    ディスプレイコントローラ
２００    ＣＤ−ＲＯＭ
２１０    フレキシブルディスク
２２０    ハードディスク
３００    電磁界シミュレートプログラム
３１０    配線選択部
３２０    探索部
３３０    領域設定部
３４０    シミュレート演算部
３５０    Ｓパラメータ算出部
３６０    結合部
４００    電磁界シミュレータ
４１０    配線データ記憶部
４２０    配線選択部
４３０    探索部
４４０    領域設定部
４５０    電磁界記憶部
４６０    シミュレート演算部
４７０    Ｓパラメータ算出部
４８０    Ｓパラメータ記憶部
４９０    結合部
５００    基板
５１０    配線
５１０＿Ｔ    着目配線
５２０    解析領域
６１０，６７０，６８０，７００    ＰＡＤ
６３０，６５０    ＶＩＡ
６４１，６４２    屈曲部分
６２０，６６０，６９０    表面層配線
６４０    内層配線
７１０，…，８２０    シミュレート領域
８３０    絶縁体層
８４０    ＧＮＤ層
８５０＿１，…，８５０＿１２，８６０    Ｓパラメータ
【図１】
2006053733.tif 000003
【図２】
2006053733.tif 000004
【図３】
2006053733.tif 000005
【図４】
2006053733.tif 000006
【図５】
2006053733.tif 000007
【図６】
2006053733.tif 000008
【図７】
2006053733.tif 000009
【図８】
2006053733.tif 000010
【図９】
2006053733.tif 000011
【図１０】
2006053733.tif 000012
【図１１】
2006053733.tif 000013
【図１２】
2006053733.tif 000014
【図１３】
2006053733.tif 000015
【図１４】
2006053733.tif 000016