(57)【要約】【課題】配線からの放射電力を効率的に解析するシミュレーション装置を提供する。【解決手段】シミュレーション装置１００は、回路基板上の配線名および回路基板上における配線の位置を取得する配線情報取得部２３０と、回路基板を含む空間の解析モデルを作成する解析モデル構築部２３２と、配線の位置に基づき、配線を囲む直方体を定義する直方体情報定義部２３４と、解析モデルについて電磁界解析を実行する電磁界解析部２３６と、放射電力の解析を行なう配線の指定を受け付けるための配線指定部２４２と、指定された配線を囲む直方体を特定し、電磁界解析の解析結果に基づき、指定された配線を囲む直方体表面の電磁界値を用いて放射電力量を算出する配線電力量計算部２３８と、指定された配線の放射電力量を表示する結果表示部２４４とを備える。【選択図】図２
2008225876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上の配線からの放射電力について解析を行なうシミュレーション装置であって、
基板設計データを記憶する記憶手段と、
前記基板設計データから前記回路基板上の配線名および前記回路基板上における配線の位置を取得するための配線情報取得手段と、
前記基板設計データから前記回路基板を含む空間の解析モデルを作成し、前記配線の位置に基づき、前記配線を囲む直方体を定義するための解析空間設定手段と、
前記解析モデルについて電磁界解析を実行するための電磁界解析手段と、
前記基板上の配線の中から、前記放射電力の解析を行なう配線の指定を受け付けるための配線指定手段と、
前記指定された配線を囲む直方体を特定し、前記電磁界解析手段の解析結果に基づき、前記指定された配線を囲む直方体表面の電磁界値を用いて放射電力量を算出するための配線電力量計算手段と、
前記配線電力量計算手段の解析結果に基づき、前記指定された配線の放射電力量を出力するための出力手段とを備える、シミュレーション装置。
【請求項２】
前記解析空間設定手段は、
前記基板設計データに基づき、前記回路基板を含む空間をメッシュ分割して解析モデルを作成するための解析モデル構築手段と、
前記配線を囲む直方体表面が、前記回路基板を含む空間をメッシュ分割してできたセルの面と一致するように、前記直方体を定義するための直方体定義手段とを含み、
前記配線電力量計算手段は、前記指定された配線を囲む前記直方体表面に含まれる前記セルの電磁界値を用いて前記放射電力量を算出する、請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記配線電力量計算手段は、前記指定された配線を囲む前記直方体表面に含まれる各セルについて割り当てられた電界ベクトルと磁界ベクトルとのベクトル積を算出し、前記ベクトル積の絶対値の総和を前記直方体表面から放射される電力量とする、請求項２記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記基板設計データから前記配線情報取得手段が取得する、前記配線名と前記配線の位置を示す座標とを関連付けた配線情報を記憶する、請求項２記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記直方体定義手段が定義する、前記配線名と前記配線を囲む直方体を構成する面の座標とを関連付けた直方体定義情報を記憶する、請求項２記載のシミュレーション装置。
【請求項６】
前記記憶手段は、前記基板上の配線を囲む直方体表面についての電磁界値を記憶する、請求項２記載のシミュレーション装置。
【請求項７】
前記配線指定手段は、前記配線情報取得手段が取得する前記配線名のリストをユーザに提示し、前記リストからの指定を受け付ける、請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項８】
前記出力手段は、前記指定された配線の放射電力量分布をユーザに提示するための表示手段を含む、請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項９】
記憶部および演算処理部を有するコンピュータに、回路基板上の配線からの放射電力についての解析を実行させるプログラムであって、
前記記憶部が、基板設計データを記憶するステップと、
前記演算処理部が、前記基板設計データから前記回路基板上の配線名および前記回路基板上における配線の位置を取得するステップと、
前記演算処理部が、前記基板設計データから前記回路基板を含む空間の解析モデルを作成し、前記配線の位置に基づき、前記配線を囲む直方体を定義するステップと、
前記演算処理部が、前記解析モデルについて電磁界解析を実行するステップと、
前記演算処理部が、前記基板上の配線の中から、前記放射電力の解析を行なう配線の指定を受け付けるステップと、
前記演算処理部が、前記指定された配線を囲む直方体を特定し、前記電磁界解析の解析結果に基づき、前記指定された配線を囲む直方体表面の電磁界値を用いて放射電力量を算出するステップと、
前記演算処理部が、前記放射電力量を算出するステップの結果に基づき、前記指定された配線の放射電力量を出力するステップとを備える、シミュレーションプログラム。
【請求項１０】
請求項９記載のシミュレーションプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
回路基板上の配線からの放射電力について解析する方法であって、
基板設計データを記憶するステップと、
前記基板設計データから前記回路基板上の配線名および前記回路基板上における配線の位置を取得するステップと、
前記基板設計データから前記回路基板を含む空間の解析モデルを作成し、前記配線の位置に基づき、前記配線を囲む直方体を定義するステップと、
前記解析モデルについて電磁界解析を実行するステップと、
前記基板上の配線の中から、前記放射電力の解析を行なう配線の指定を受け付けるステップと、
前記指定された配線を囲む直方体を特定し、前記電磁界解析の解析結果に基づき、前記指定された配線を囲む直方体表面の電磁界値を用いて放射電力量を算出するステップと、
前記放射電力量を算出するステップの結果に基づき、前記指定された配線の放射電力量を出力するステップとを備える、シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に対する電磁界解析の結果を評価するシミュレーション装置、シミュレーションプログラム、シミュレーションプログラムが格納された記録媒体およびシミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル機器動作周波数の高速化に伴い、不要輻射、電源品質及び信号品質低下による機器の誤動作等のノイズ問題が顕在化している。このような問題に対し、回路基板の設計において、どの部分から電磁ノイズが放射されているかを特定することは、問題の対策を行なう上で非常に有効である。
【０００３】
たとえば、特許文献１では、クロストークノイズ、ノーマルモード放射を近似式によって計算し、配線の電流分布を計算する技術が開示されている。また、特許文献２では、配線に接続される回路部品の端子電圧波形と配線の分布定数モデルから配線の電流分布を計算する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−９１６６３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２で開示されている技術では、回路基板の電気的特性を、等価回路や特性評価式（クロストークやコモンモード電流近似式）によってモデル化（単純化）してそのモデルを評価しているため、モデル作成の良否によって解析精度が低下してしまうことがあった。
【０００５】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、配線からの放射電力を効率的に解析するシミュレーション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの局面に従うと、回路基板上の配線からの放射電力について解析を行なうシミュレーション装置であって、基板設計データを記憶する記憶手段と、基板設計データから回路基板上の配線名および回路基板上における配線の位置を取得するための配線情報取得手段と、基板設計データから回路基板を含む空間の解析モデルを作成し、配線の位置に基づき、配線を囲む直方体を定義するための解析空間設定手段と、解析モデルについて電磁界解析を実行するための電磁界解析手段と、基板上の配線の中から、放射電力の解析を行なう配線の指定を受け付けるための配線指定手段と、指定された配線を囲む直方体を特定し、電磁界解析手段の解析結果に基づき、指定された配線を囲む直方体表面の電磁界値を用いて放射電力量を算出するための配線放射電力量解析手段と、配線放射電力量解析手段の解析結果に基づき、指定された配線の放射電力量を出力するための出力手段とを備える。
【０００７】
好ましくは、解析空間設定手段は、基板設計データに基づき、回路基板を含む空間をメッシュ分割して解析モデルを作成するための解析モデル構築手段と、配線を囲む直方体表面が、回路基板を含む空間をメッシュ分割してできたセルの面と一致するように、直方体を定義するための直方体定義手段とを含み、配線放射電力量解析手段は、指定された配線を囲む直方体表面に含まれるセルの電磁界値を用いて放射電力量を算出する。
【０００８】
好ましくは、配線放射電力量解析手段は、指定された配線を囲む直方体表面に含まれる各セルについて割り当てられた電界ベクトルと磁界ベクトルとのベクトル積を算出し、ベクトル積の絶対値の総和を直方体表面から放射される電力量とする。
【０００９】
好ましくは、記憶手段は、基板設計データから配線情報取得手段が取得する、配線名と配線の位置を示す座標とを関連付けた配線情報を記憶する。
【００１０】
好ましくは、記憶手段は、直方体定義手段が定義する、配線名と配線を囲む直方体を構成する面の座標とを関連付けた直方体定義情報を記憶する。
【００１１】
好ましくは、記憶手段は、基板上の配線を囲む直方体表面についての電磁界値を記憶する。
【００１２】
好ましくは、配線指定手段は、配線情報取得手段が取得する配線名のリストをユーザに提示し、リストからの指定を受け付ける。
【００１３】
好ましくは、出力手段は、指定された配線の放射電力量分布をユーザに提示するための表示手段を含む。
【００１４】
本発明の他の局面に従うと、記憶部および演算処理部を有するコンピュータに、回路基板上の配線からの放射電力についての解析を実行させるシミュレーションプログラムであって、記憶部が、基板設計データを記憶するステップと、演算処理部が、基板設計データから回路基板上の配線名および回路基板上における配線の位置を取得するステップと、演算処理部が、基板設計データから回路基板を含む空間の解析モデルを作成し、配線の位置に基づき、配線を囲む直方体を定義するステップと、演算処理部が、解析モデルについて電磁界解析を実行するステップと、演算処理部が、基板上の配線の中から、放射電力の解析を行なう配線の指定を受け付けるステップと、演算処理部が、指定された配線を囲む直方体を特定し、電磁界解析の解析結果に基づき、指定された配線を囲む直方体表面の電磁界値を用いて放射電力量を算出するステップと、演算処理部が、放射電力量を算出するステップの結果に基づき、指定された配線の放射電力量を出力するステップとを備える。
【００１５】
本発明のさらに他の局面に従うと、上記シミュレーションプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１６】
本発明のさらに他の局面に従うと、回路基板上の配線からの放射電力について解析するシミュレーション方法であって、基板設計データを記憶するステップと、基板設計データから回路基板上の配線名および回路基板上における配線の位置を取得するステップと、基板設計データから回路基板を含む空間の解析モデルを作成し、配線の位置に基づき、配線を囲む直方体を定義するステップと、解析モデルについて電磁界解析を実行するステップと、基板上の配線の中から、放射電力の解析を行なう配線の指定を受け付けるステップと、指定された配線を囲む直方体を特定し、電磁界解析の解析結果に基づき、指定された配線を囲む直方体表面の電磁界値を用いて放射電力量を算出するステップと、放射電力量を算出するステップの結果に基づき、指定された配線の放射電力量を出力するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配線からの放射電力を効率的に解析することができる。これにより、特殊なモデル化をすることなく、配線からの放射電力を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについては詳細な説明は繰り返さない。
【００１９】
以下の説明で明らかとなるように、本発明に係るシミュレーション装置は、電磁界解析の結果から、配線から放射する電磁波に絞りポインティングベクトルを用いて配線近傍から放射する電力量を計算する。
【００２０】
（１．本発明のシステム構成）
図１は、本発明に係るシミュレーション装置１００の構成をブロック図形式で示す図である。
【００２１】
図１を参照して、シミュレーション装置１００の構成について説明する。
シミュレーション装置１００は、コンピュータ本体１０２と、コンピュータ本体１０２とバス１０５を介して接続される、フレキシブルディスク（Flexible Disk、以下「ＦＤ」と呼ぶ）１１６に情報を読み書きするためのＦＤドライブ１０６と、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）１１８等の光ディスク上の情報を読み込むための光ディスクドライブ１０８と、外部とデータの授受を行なうための通信インターフェイス１２８と、表示装置としてのモニタ１０４と、入力装置としてのキーボード１１０およびマウス１１２とを備える。コンピュータ本体１０２は、バス１０５に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）１２０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ１２２と、直接アクセスメモリ装置、たとえば、ハードディスク１２４を含む。
【００２２】
ハードディスク１２４は、電磁界解析を実行するプログラム２００と、解析対象となる回路基板の形状、基板を構成する媒質の誘電率等の物理的性質を表現するパラメータ等が格納された回路・基板ＣＡＤデータ２０１と、回路上の配線についての情報を示す配線情報２０２と、電磁界解析の解析モデルを示す解析モデル情報２０３と、配線を囲む直方体（閉曲面）の情報を示す直方体定義情報２０４と、電磁界解析の演算結果を格納するための電磁界演算結果２０５を含む。なお、本実施の形態において、「回路基板」とは、半導体または絶縁体の基板上に、導電体の回路配線や回路素子等を配して構成される基板のことをいう。たとえば、プリント基板や半導体基板がある。また、「基板設計データ」とは、回路基板の形状、基板を構成する媒質の誘電率、導電率、非透磁率の物理的性質を表現するパラメータ、および基板上の配線名とその配線の位置座標を示すデータのことをいう。
【００２３】
ここで、たとえば、回路・基板ＣＡＤデータ２０１は、通信インターフェイス１２８を介して、外部のデータベースから供給されてもよい。また、本発明に係るシミュレーションを行なうプログラムは、ＦＤ１１６、またはＣＤ−ＲＯＭ１１８等の記憶媒体によって供給されてもよいし、他のコンピュータにより通信回線を経由して供給されてもよい。電磁界解析の実行は、通信インターフェイス１２８を介して、外部のコンピュータに実行させ、その結果をハードディスク１２４に格納させてもよい。
【００２４】
演算処理装置として機能するＣＰＵ１２０は、メモリ１２２をワーキングメモリとして、上述したプログラムに対応した処理を実行する。
【００２５】
なお、ＣＤ−ＲＯＭ１１８は、コンピュータ本体に対してインストールされるプログラム等の情報を記録可能な媒体であれば、他の媒体、たとえば、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc）やメモリーカードなどでもよく、その場合は、コンピュータ本体１０２には、これらの媒体を読み取ることが可能なドライブ装置が設けられる。また、バス１０５には、カセット形式の磁気テープを着脱自在に装着してアクセスする磁気テープ装置が接続されていてもよい。
【００２６】
本発明に係るシミュレーションを行なうプログラムは、上述の通り、ＣＰＵ１２０により実行されるソフトウェアである。一般的に、こうしたソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ１１８、ＦＤ１１６等の記憶媒体に格納されて流通し、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１０８またはＦＤドライブ１０６等により記憶媒体から読み取られてハードディスク１２４に一旦格納される。または、コンピュータ１００がネットワークに接続されている場合には、ネットワーク上のサーバから一旦ハードディスク１２４にコピーされる。そうしてさらにハードディスク１２４からメモリ１２２中のＲＡＭに読み出されてＣＰＵ１２０により実行される。なお、ネットワーク接続されている場合には、ハードディスク１２４に格納することなくＲＡＭに直接ロードして実行するようにしてもよい。
【００２７】
図１に示したコンピュータのハードウェア自体およびその動作原理は一般的なものである。したがって、本発明の機能を実現するに当り本質的な部分は、ＦＤ１１６、ＣＤ−ＲＯＭ１１８、ハードディスク１２４等の記憶媒体に記憶されたソフトウェアである。
【００２８】
図２は、ＣＰＵ１２０の機能的構成を示すブロック図である。
図２を参照して、ＣＰＵ１２０の機能的構成を説明する。
【００２９】
ＣＰＵ１２０は、ハードディスク１２４と、キーボード１１０やモニタ１０４等に対応するインターフェイス装置２４０との間でデータのやり取りを行なう。
【００３０】
まず、ＣＰＵ１２０について説明する。
ＣＰＵ１２０は、回路・基板ＣＡＤデータ２０１から配線の情報を取得する配線情報取得部２３０と、解析モデルを構築する解析モデル構築部２３２と、配線を囲む直方体を定義する直方体情報定義部２３４と、電磁界解析を実行する電磁界解析部２３６と、配線から放射される電力量を計算する配線電力量計算部２３８とを含む。
【００３１】
配線情報取得部２３０は、回路・基板ＣＡＤデータ２０１を読み込み、配線名および配線の構成点、対応する材質名を取得する。そして、これらを関連付けて配線情報２０２に格納する。
【００３２】
回路・基板ＣＡＤデータ２０１は、基板の各層の層厚を示す層構成情報２１２および材質の物性値を示す材質情報２１４からなる基板構成情報２１０と、配線の位置座標を示す配線座標情報２２０とを含む。
【００３３】
解析モデル構築部２３２は、回路・基板ＣＡＤデータ２０１および配線情報２０２を読み込み、導体、絶縁体、空気から構成される解析空間についてメッシュ分割した解析モデルを構築し、解析モデル情報２０３に格納する。なお、メッシュ分割する幅などは予め解析条件として与えられる。
【００３４】
直方体情報定義部２３４は、配線情報２０２に基づき、配線を囲む最小の閉曲面を定義する。本実施の形態では、閉曲面は直方体の表面とし、さらに、解析空間をメッシュ分割してできた、配線を含む（電界）セルの面に一致するようにとる。
【００３５】
配線を囲む直方体は、たとえば、ユーザが、モニタ１０４等に出力された解析モデルを目視して、配線を含むセルを、配線を囲む直方体として定義するようにしてもよいし、解析モデル情報２０３に基づき、各セルについて、配線を含むか否かを自動的に判定し、配線を含むと判断されたセルからなる直方体を、配線を囲む直方体として定義するようにしてもよい。
【００３６】
直方体情報定義部２３４は、たとえば、配線の構成点が直線の場合、始点から次の中点までを囲む直方体、もしくは、始点から次の中点までを任意の個数に分割した直方体を定義する。定義した直方体の各面の頂点座標の、電磁界解析の解析空間における座標を解析モデル情報２０３から取得し、直方体定義情報２０４として格納する。なお、配線の構成点が円弧の場合、円弧を囲む最小の直方体を定義し、直線の場合と同様の処理を行ない、直方体定義情報を保存する。
【００３７】
電磁界解析部２３６は、解析モデル情報２０３に基づき、電磁界解析を行なう。そして、直方体定義情報２０４の各直方体表面に含まれるセルの電界値・磁界値を電磁界演算結果２０５に格納する。なお、本実施の形態では、ＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain）法による電磁界解析を行なう。ＦＤＴＤ法については後述する。
【００３８】
配線電力量計算部２３８は、配線指定部２４２からユーザが指定した配線名を受け取り、この配線から放射される電力量を、配線を囲む直方体表面に含まれるセルの電界ベクトル・磁界ベクトルを用いて計算する。
【００３９】
次に、インターフェイス装置２４０について説明する。
インターフェイス装置２４０は、ユーザからの配線指定を受け付ける配線指定部２４２と、ＣＰＵ１２０の演算結果を表示する結果表示部２４４とを含む。
【００４０】
配線指定部２４２は、配線情報２０２から配線名を取得し、ユーザに提示する。そして、ユーザからの配線指定を受け付ける。配線指定部２４２は、電磁界解析部２３６が電磁界解析を終了したことを受けてユーザに配線名を提示してもよいし、予めユーザから配線指定を受け付けていてもよい。
【００４１】
結果表示部２４４は、配線電力量計算部２３８が計算した配線の放射電力量を、たとえば、モニタ１０４に表示してユーザに提示する。ユーザは、指定した配線の放射電力量を認識することができる。
【００４２】
続いて、ハードディスク１２４に格納される、上述したデータ等について具体例を挙げて説明する。
【００４３】
図３は、層構成情報の一例を示す図である。
図３に示すように、層構成情報２１２では、回路基板を構成する層の名称を示す層名称３０２と、層の厚さを示す層厚３０４とが対応付けられている。
【００４４】
たとえば、「導体１層」の層厚は、０．０２５ｍｍである。
図４は、材質情報の一例を示す図である。
【００４５】
図４に示すように、材質情報２１４では、材質の名称を示す材質名４０２と、その材質の物性値を示す物性値４０４とが対応付けられている。
【００４６】
たとえば、「空気」の物性値は、比誘電率が１．０、導電率が１．０、比透磁率が１．０である。
【００４７】
図５は、配線座標情報の一例を示す図である。
図５に示すように、配線座標情報２２０では、配線の名称を示す配線名５０２と、配線を構成する点についての情報を示す配線構成点５０４とが対応付けられている。
【００４８】
本実施の形態では、配線等の外形は、外形を一筆書きする形でデータ保持されている。このため、構成点ごとに、座標と、直線の開始点や円弧等の属性とを持っている。
【００４９】
たとえば、「ｎｅｔ１」という配線は、４つの構成点からなる。これらは、「円弧」「始点」「終点」という属性を持つ。「円弧」の属性を持つ構成点の座標は、（中心Ｘ座標、中心Ｙ座標、円弧半径、開始角度、終了角度）を示し、「始点」や「中点」の属性を持つ構成点の座標は、（開始Ｘ座標、開始Ｙ座標、幅）を示す。
【００５０】
図６は、配線情報の一例を示す図である。
図６に示すように、配線情報２０２では、配線名６０２と、その配線を構成する点を示す配線構成点６０４と、その配線の材質を示す材質６０６とが対応付けられている。
【００５１】
配線情報２０２は、配線情報取得部２３０によって、層構成情報２１２、材質情報２１４、配線座標情報２２０に基づき作成される。
【００５２】
図７は、解析モデル情報の一部の例を示す図である。
図７に示すように、解析モデル情報２０３では、材質を示す材質名７０２と、メッシュ分割されてできたセルの、解析空間におけるセル座標を示す配置モデル座標７０４とが対応付けられている。
【００５３】
たとえば、材質が「空気」の配置モデル座標は、（０，０，０）のセルであることが分かる。なお、材質情報２１４から、そのセルの物性値が分かるため、これに基づいて、電磁界解析を行なうことができる。
【００５４】
図８は、直方体定義情報の一例を示す図である。
図８に示すように、直方体定義情報２０４では、配線名８０２と、配線を囲む直方体の面を構成する座標を示す面構成点座標８０４とが対応付けられている。
【００５５】
面構成点座標は、各面の左下点（「開始座標」と呼ぶ）、右上点（「終了座標」と呼ぶ）を示す位置座標で示される。具体的には、（開始Ｘ座標、開始Ｙ座標、開始Ｚ座標、終了Ｘ座標、終了Ｙ座標、終了Ｚ座標）で示される。
【００５６】
たとえば、「ｎｅｔ１」という配線は、（０，０，０，１０，１０，０）、（０，０，０，０，１０，１０）、（０，０，１０，１０，１０，１０）、（１０，０，０，１０，１０，１０）、（０，０，０，１０，０，１０）、（０，１０，０，１０，１０，１０）という６つの面から構成される直方体で囲まれる。
【００５７】
図９は、放射電力の計算結果の一例を示す図である。
図９を参照して放射電力量について説明する。なお、図９は、図８で示した直方体情報に対応する配線から放射される電力量を示している。
【００５８】
放射電力量は、配線名９０２と、配線を囲む直方体の各面を示す面構成点座標９０４と、直方体の各面から放射される放射電力量９０６とが対応付けられている。
【００５９】
たとえば、「ｎｅｔ１」という配線が指定された場合、図９に示すように、「ｎｅｔ１」を囲む直方体の各面について、放射電力量（Ｗｈ）が表示される。
【００６０】
（２．本発明に係るシミュレーション方法）
（２．１  ＦＤＴＤ法）
本実施の形態では、電磁界解析の手法の一つであるＦＤＴＤ法を用いる。ここでは、ＦＤＴＤ法について簡単に述べる。
【００６１】
ＦＤＴＤ法は、マクスウェルの電磁界方程式を差分化することによって数値計算する方法である。まず、解析領域を格子で分割し、格子の各辺の中心に電界、各面の中心に磁界を配置する、いわゆるＹｅｅ格子という構造を取る。そして、マクスウェルの方程式を差分化すると、電界・磁界は、空間的に半セル、時間的に半タイムステップずらした位置に配置される。ここで、求めたい未知電界、未知磁界と隣接する１タイムステップ前の既知電界、既知磁界の間に働く関係式を電磁気学に基づくマクスウェル方程式から導くと次の式（１）および式（２）のようになる。
【００６２】
【数１】
2008225876.tif 000003
【００６３】
なお、式中で太字は、当該変数がベクトルであることを示す。
式（１）はｎタイムステップの電界Ｅ（ベクトル）、式（２）は（ｎ＋１／２）タイムステップの磁界Ｈ（ベクトル）についての関係式である。ただし、Δtem，μ，ε，σは、それぞれ、タイムステップの刻み幅、透磁率、誘電率、導電率とする。
【００６４】
これらをもとに未知電界、未知磁界をあるタイムステップを単位に更新していくことで、解析領域全体の電磁界挙動を時間領域で求めることができる。
【００６５】
図１０は、電界セルにおける電界変数、磁界変数の配置を示す図である。なお、電界セルとは、解析空間を分割してできたセルのうち、辺に電界変数が割り当てられているセルのことをいう。
【００６６】
図１０に示すように、電界Ｅ（ｘ方向の電界Ｅｘ、ｙ方向の電界Ｅｙ、ｚ方向の電界Ｅｚ）は電界セルの辺に沿って白抜き矢印の向きに割り当てられる。磁界Ｈ（ｘ方向の磁界Ｈｘ、ｙ方向の磁界Ｈｙ、ｚ方向の磁界Ｈｚ）は電界セルから半セル分ずれて、電界セルの面の中央に黒矢印の向きに割り当てられている。
【００６７】
（２．２  放射電力量の計算）
ここでは、配線近傍から放射される電力量の計算について説明する。
【００６８】
本発明では、配線を囲む直方体表面に含まれるセルのそれぞれから放射される電力量の総和を直方体の各面から放射される電力量とする。この際、各セルに割り当てられている電界ベクトルと磁界ベクトルとのベクトル積（ポインティングベクトル）を計算する。
【００６９】
ポインティングベクトルとは、電磁場の持つエネルギーの流れの密度を表す物理量である。電磁波では、ポインティングベクトルはその進行方向を指し、その強度は単位面積を単位時間あたりに通過するエネルギー量となる。本発明では、ポインティングベクトルの大きさを放射電力量とする。
【００７０】
具体的には、直方体表面が含むセルについて次式（３）〜（５）に従い、ポインティングベクトルＰ＝（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）を計算する。
【００７１】
（ａ）構成面がＹＺ平面の場合
Ｐｘ＝ＥｙＨｚ−ＥｚＨｙ  …（３）
（ｂ）構成面がＺＸ平面の場合
Ｐｙ＝ＥｚＨｘ−ＥｘＨｚ  …（４）
（ｃ）構成面がＸＹ平面の場合
Ｐｚ＝ＥｘＨｙ−ＥｙＨｘ  …（５）
このように計算された、直方体表面に含まれるセルの面についてポインティングベクトルＰの絶対値を計算し、その総和を直方体表面から放射される電力量とする。
【００７２】
図１１は、配線を囲む直方体の例を示した図である。
図１１を参照して、配線を囲む直方体から放射される電力量について説明する。
【００７３】
図１１で示す直方体は、図８の直方体定義情報で示される直方体を表わしている。面構成点座標（０，０，１０，１０，１０，１０）で示される面Ｓ１（斜線部）は６つのセルを含む。その各セルについてポインティングベクトルＰを計算し、そのベクトルＰの絶対値の総和を面Ｓ１から放射される電力量とする。
【００７４】
（３．コンピュータ１００への実装）
以下に、上述した構成のシミュレーション装置１００が行なう処理について説明する。
【００７５】
図１２は、シミュレーション装置１００が行なう処理を示したフローチャートである。
図１２を参照して、シミュレーション装置１００が行なう処理について説明する。
【００７６】
ステップＳ１００において、ＣＰＵ１２０は、ハードディスク１２４から回路・基板ＣＡＤデータ２０１を読み込み、配線構成点の情報を取得する。なお、取得した配線構成点の情報は配線情報２０２に格納する。
【００７７】
次いで、ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１２０は、直方体定義情報を計算する。ここでは、まず、解析空間をメッシュ分割して解析モデルを構築し、解析モデル情報２０３に格納する。そして、（電界）セルの面と配線を囲む直方体表面とが一致するように、配線を囲む最小の直方体の情報を計算する。
【００７８】
続いて、ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１２０は、ステップＳ１０２で計算した直方体の情報を直方体定義情報２０４に格納して保存する。
【００７９】
そして、ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１２０は、全ての配線について直方体を定義したかどうかを判定する。
【００８０】
全ての配線について定義していないと判断すれば（ステップＳ１０６において、ＮＯ）、ステップＳ１００の処理に戻る。
【００８１】
一方、全ての配線について定義したと判断すれば（ステップＳ１０６において、ＹＥＳ）、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１２０は、電磁界解析を実行する。そして、直方体定義情報で定義された、配線を囲む直方体表面に割り当てられる電磁界についての演算結果を電磁界演算結果２０５に格納する。
【００８２】
次いで、ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１２０は、キーボード１１０等を介して指定された配線の情報（たとえば、配線の名称）を受け付ける。
【００８３】
続いて、ステップＳ１１２において、ＣＰＵ１２０は、指定された配線から放射される電力量を計算する。ここでは、上述したように、ポインティングベクトルを計算する。
【００８４】
まず、ＣＰＵ１２０は、指定された配線を囲む直方体、その直方体表面のセルの電磁界値をについて、直方体定義情報２０４および電磁界演算結果２０５から読み込む。
【００８５】
そして、直方体表面に含まれる各セルについて、電界ベクトルと磁界ベクトルとのベクトル積を計算し、そのベクトル積の絶対値の総和を放射電力量とする。
【００８６】
次いで、ステップＳ１１４において、ＣＰＵ１２０は、モニタ１０４等にステップＳ１１４で計算した放射電力量を表示する。
【００８７】
最後に、ステップＳ１１６において、ＣＰＵ１２０は、配線の指定が終了したかどうかを判断する。たとえば、モニタ１０４に配線の指定が終了したか否かをユーザに問う表示を行ない、ユーザからの指示を受け付ける。
【００８８】
指定が終了していないと判断すれば（ステップＳ１１８において、ＮＯ）、ステップＳ１１０の処理に戻る。
【００８９】
一方、指定が終了したと判断すれば（ステップＳ１１８において、ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００９０】
以上で説明したように、本発明に係るシミュレーション装置によれば、配線近傍の電磁界解析の結果から、配線から放射する電磁波に絞りポインティングベクトルを用いて配線近傍から放射する電力量を計算する。これにより、解析空間全体の電磁界解析の結果を用いて、指定する配線の放射電力量を計算するため、モデルの良否に関わらず、精度よく放射電力量を求めることができる。従って、ユーザは、どの配線から電磁ノイズが放射されているかを判断することができ、効率的に基板設計を行なうことができる。
【００９１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係るシミュレーション装置１００の構成をブロック図形式で示す図である。
【図２】ＣＰＵ１２０の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】層構成情報の一例を示す図である。
【図４】材質情報の一例を示す図である。
【図５】配線座標情報の一例を示す図である。
【図６】配線情報の一例を示す図である。
【図７】解析モデル情報の一部の例を示す図である。
【図８】直方体定義情報の一例を示す図である。
【図９】放射電力の計算結果の一例を示す図である。
【図１０】電界セルにおける電界変数、磁界変数の配置を示す図である。
【図１１】配線を囲む直方体の例を示した図である。
【図１２】シミュレーション装置１００が行なう処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１００  シミュレーション装置、１０２  コンピュータ本体、１０４  モニタ、１０５  バス、１０６  ＦＤドライブ、１０８  光ディスクドライブ、１１０  キーボード、１１２  マウス、１１６  ＦＤ、１１８  ＣＤ−ＲＯＭ、１２０  ＣＰＵ、１２２  メモリ、１２４  ハードディスク、１２８  通信インターフェイス、２００  電磁界解析を実行するプログラム、２０１  回路・基板ＣＡＤデータ、２０２  配線情報、２０３  解析モデル情報、２０４  直方体定義情報、２０５  電磁界演算結果、２３０  配線情報取得部、２３２  解析モデル構築部、２３４  直方体情報定義部、２３６  電磁界解析部、２３８  配線電力量計算部、２４０  インターフェイス装置、２４２  配線指定部、２４４  結果表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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