(57)【要約】【課題】入力信号を利用周波数付近のインパルス信号およびランダムパターンと組み合わせ、これにＴＤＲ結果を加味する伝送線路解析装置および伝送線路解析方法を提供する。【解決手段】パラメータを時間領域とする伝送線路モデルを生成する伝送線路モデル生成手段と、生成した前記伝送線路モデルからＳＰＩＣＥ解析により、ＴＤＲデータを取得するＴＤＲ取得手段と、利用周波数を中心としたインパルス信号により解析を行う入力信号生成手段と、前記伝送線路モデルにおける解析結果と、前記ＴＤＲデータにおける結果と、得られた前記インパルス信号とから伝送線路の解析を行う。【選択図】図１
2009109345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラメータを時間領域とする伝送線路モデルを生成する伝送線路モデル生成手段と、
生成した前記伝送線路モデルからＳＰＩＣＥ解析により、ＴＤＲデータを取得するＴＤＲ取得手段と、
利用周波数を中心としたインパルス信号により解析を行う入力信号生成手段とを有し、
前記伝送線路モデルにおける解析結果と、前記ＴＤＲデータにおける結果と、得られた前記インパルス信号とから伝送線路の解析を行うことを特徴とする伝送線路解析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝送線路解析装置において、
得られたそれぞれの時間領域での伝送線路解析を行った結果をフーリエ変換する演算手段をさらに有することを特徴とする伝送線路解析装置。
【請求項３】
請求項２に記載の伝送線路解析装置において、
前記演算手段で演算したそれぞれの出力値を重みつけする重みつけ手段をさらに有することを特徴とする伝送線路解析装置。
【請求項４】
請求項３に記載の伝送線路解析装置において、
前記重みつけ手段によって得られた結果を逆フーリエ変換する変換手段と、
前記変換手段で変換した解析結果を表示する演算結果確認手段とをさらに有することを特徴とする伝送線路解析装置。
【請求項５】
パラメータを時間領域とする伝送線路モデルを生成する生成工程と、
生成した前記伝送線路モデルからＳＰＩＣＥ解析により、ＴＤＲデータを取得するＴＤＲ取得工程と、
利用周波数を中心としたインパルス信号により解析を行う入力信号生成工程と、
前記伝送線路モデルにおける解析結果と、前記ＴＤＲデータにおける結果と、得られた前記インパルス信号とから伝送線路の解析を行うことを特徴とする伝送線路解析方法。
【請求項６】
請求項５に記載の伝送線路解析方法において、
得られたそれぞれの時間領域での伝送線路解析を行った結果をフーリエ変換する演算工程をさらに有することを特徴とする伝送線路解析方法。
【請求項７】
請求項６に記載の伝送線路解析方法において、
前記演算手段で演算したそれぞれの出力値を重みつけする重みつけ工程をさらに有することを特徴とする伝送線路解析方法。
【請求項８】
請求項７に記載の伝送線路解析方法において、
前記重みつけ手段によって得られた結果を逆フーリエ変換する変換工程と、
前記変換手段で変換した解析結果を表示する演算結果確認工程とをさらに有することを特徴とする伝送線路解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＰＩＣＥモデルを使った伝送線路解析の解析手法において、高速にて処理できる機能を提供可能な伝送線路解析装置および伝送線路解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送線路解析の動向としては、信号の高速化に伴い従来利用しているＳＩ解析の他に電磁界解析を含めた解析手法が取り込まれてきている。そこで時間領域だけでの解析に周波数領域での解析も含まれてきている。
【０００３】
例えば特許文献１では、周波数依存性を有するパラメータを各周波数範囲に分割し、特定の周波数範囲のパラメータ値を使って、パラメータを定数とした伝送線路の解析を行い、得られた信号波形を周波数スペクトルに変換し、特定の周波数範囲の部分のみを取り出して各周波数範囲について取り出されたスペクトルを組み合わせて、解析対象の周波数範囲に渡るスペクトルを生成し、これを時間領域の信号波形に変換する簡易な伝送線路解析方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１８４３０１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では、解析時間短縮の為に周波数領域を利用して解析を行い更に、解析品質を向上させるという課題が残る。
【０００５】
また、従来の高速伝送線路解析では、少なくとも以下の課題を有する。
【０００６】
従来の高速伝送線路解析は、解析品質向上の為伝送路モデルを細分化して多段のラダーモデルを作成している。
【０００７】
また、符号間干渉を避けるために入力信号は、ＰＮパターンを利用しその段数も多段にて検証しているが、ＳＰＩＣＥモデルを使ってこれらの解析を行うと長時間の解析処理が必要となる。
【０００８】
なお、周波数領域への変換を利用して系の調査検討を行う事例としては制御系では利用され、伝送線路解析においても使用はされているが、入力信号を利用周波数付近のインパルス信号、ランダムパターンを組み合わせ、ＴＤＲ結果を加味すること、これによる独自の効果は、従来示唆されていない。
【０００９】
そこで本発明は、入力信号を利用周波数付近のインパルス信号およびランダムパターンと組み合わせ、これにＴＤＲ結果を加味する伝送線路解析装置および伝送線路解析方法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】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる第１の伝送線路解析装置は、パラメータを時間領域とする伝送線路モデルを生成する伝送線路モデル生成手段と、生成した前記伝送線路モデルからＳＰＩＣＥ解析により、ＴＤＲデータを取得するＴＤＲ取得手段と、利用周波数を中心としたインパルス信号により解析を行う入力信号生成手段とを有し、前記伝送線路モデルにおける解析結果と、前記ＴＤＲデータにおける結果と、得られた前記インパルス信号とから伝送線路の解析を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる第１の伝送線路解析方法は、パラメータを時間領域とする伝送線路モデルを生成する生成工程と、生成した前記伝送線路モデルからＳＰＩＣＥ解析により、ＴＤＲデータを取得するＴＤＲ取得工程と、利用周波数を中心としたインパルス信号により解析を行う入力信号生成工程とを有し、前記伝送線路モデルにおける解析結果と、前記ＴＤＲデータにおける結果と、得られた前記インパルス信号とから伝送線路の解析を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入力信号を利用周波数付近のインパルス信号、ランダムパターンを組み合わせ、これにＴＤＲ結果を加味し、解析品質が飛躍的に向上する伝送線路解析装置および伝送線路解析方法を提供することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、以下を実現する。
【００１４】
時間領域での伝送線路解析から周波数領域での解析および演算において、周波数領域での演算（たたきこみ積分）処理が可能であり、その結果を再度逆変換して時間領域に戻し、系の伝送品質を検証する。
【００１５】
周波数領域での演算（たたきこみ積分）処理が可能であり、その結果を再度逆変換して時間領域に戻し、系の伝送品質を検証する。その際に、入力信号を利用周波数付近のインパルス信号、ランダムパターン、を組み合わせることとＴＤＲ結果を加味することにより、解析品質が飛躍的に向上させる。
【００１６】
以下に本発明にかかる伝送線路解析装置の好適な実施の形態について説明する。
以下に説明する実施の形態は、好適なもしくは、最善と思われる実施の形態であり、これに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において、当業者が変更、修正可能とする。
【００１７】
図１を使って本発明にかかる伝送線路解析装置の構成について説明する。
また、伝送線路解析装置で解析を行う際の伝送線路解析モデルとなる構成を含む構成例を図２を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すように、本発明にかかる伝送線路モデル解析装置の構成は、伝送線路モデル生成手段１、入力信号生成手段２、ＴＤＲデータ取得手段３、第１の演算手段４、第２の演算手段５、第３の演算手段６、重みつけ手段７、変換手段８および解析結果確認手段９を有する。
【００１９】
図２に示すように、本発明にかかる伝送線路解析モデル１１においては、デバイスのドライバーモデル１２、レシーバモデル１３を使って解析用信号を生成する。
【００２０】
ドライバーモデル１２より出力される信号は通常擬似ランダムパターン（ＰＮパターン）を使う。このとき各信号間の干渉を防ぐ為に段数を大きくする必要があるが、その為に解析時間が長時間となってしまう。
【００２１】
ドライバーモデル１２から出力された信号は伝送線路モデル１１内の各伝送線路モデルに入力され反射、減衰を付加されてレシーバモデル１３に送られる。このレシーバモデル１３における信号波形を確認して伝送線路モデル１１の伝送品質を検証する。
【００２２】
図１に示す、伝送モデル生成手段１は、伝送線路モデルの生成を行う。伝送モデルの生成は、図２に示すドライバーモデル１１内の伝送線路をＬＣＲの分布定数回路に変換させる作業である。このときパラメータは時間領域で作成される。
【００２３】
このパラメータは、例として、回路を構成する材料の電気的特性、回路素子の電気的特性等であり、パラメータは、周波数特性を有する際に、ある周波数でのスペクトル強度は、その周波数におけるパラメータ値を用いた解析結果として求められることを仮定する。
【００２４】
周波数ｆに依存するパラメータａ（ｆ）、ｂ（ｆ）、ｃ（ｆ）・・・、時間ｔの関数Ｖを用いて、
Ｘ１（ｔ）＝Ｖ（ａ（ｆ）、ｂ（ｆ）、ｃ（ｆ）、・・・、ｔ） （１）
で求める。
ここで、（１）式のＶは時間ｔのみの関数であり、パラメータａ、ｂ、ｃがｆを引数として持っているように示されているのは、パラメータａ、ｂ、ｃが周波数ｆに依存して変化する。
【００２５】
伝送線路モデル１１へと信号を出力するドライバモデル１２および信号を受信するレシーバモデル１３は、ドライバＩＣと、レシーバＩＣを予めあるものから、適したものを選択する。
【００２６】
ドライバＩＣの特性をドライバ素子にモデル化し、レシーバＩＣの特性をレシーバ素子にモデル化し、配線ネットを線路モデルに変換する。こうして変換されたドライバ素子、レシーバ素子および線路モデルを解析モデルデータとして解析を行っていく。
【００２７】
ドライバ素子は、伝送線路解析に必要である出力信号の条件として予め定められた信号電圧や信号周波数および素子の等価モデルにより表わされる。レシーバ素子は、素子の等価モデルにより表わされる。
【００２８】
線路モデルは、線路の特性インピーダンスを算出するのに必要なプリント基板の各層間の比誘電率や配線パターン幅等により表わされる。
【００２９】
入力信号生成手段２は、伝送線路解析モデル１１で行った伝送線路の結果から入力信号の生成を行う。入力信号生成においては、ＰＮパターンと利用周波数を中心としたインパルス信号を作成する。
【００３０】
入力信号生成手段２は、伝送線路解析モデル１１で反射、減衰を付加されたレシーバモデル１３からインパルス信号を抽出する。抽出した出力値をＸ２（ｔ）とする。
【００３１】
ＴＤＲデータ取得手段３においては、伝送モデル生成手段１で作成した伝送路モデルよりＴＤＲデータを取得する。取得したデータを図３に示す。この際に、抽出した出力値をＸ３（ｔ）とする。
図３はＴＤＲ測定結果の一例を示す。インピーダンスの不連続部が波形品質の劣化に関係する。このときもＳＰＩＣＥ解析を利用して出力される。
【００３２】
ＳＰＩＣＥ解析は、ＳＰＩＣＥシミュレータを用いて伝送線路の影響がおよぶ場合のＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ、時間領域反射）波形を見積もったものである。
【００３３】
伝送線路モデル生成手段１と、入力信号生成手段２と、ＴＤＲデータ取得手段３とで得られた時間領域でのＳＰＩＣＥ解析結果データ第１の演算手段４、第２の演算手段５、第３の演算手段６にてフーリエ変換する。
【００３４】
第１の演算手段４は、伝送線路モデル生成手段１で生成した伝送線路モデルでの解析値をフーリエ変換する。
【００３５】
第１の演算手段４は、伝送線路モデル生成手段１で求めた解析値を時間領域から周波数領域へと変換し、出力値は、Ｘ１（ｔ）からＸ１（ω）とする。
【００３６】
第２の演算手段５は、伝送線路モデル生成手段１で生成した伝送線路モデル解析値からＴＤＲデータ取得手段３で取得した出力値をフーリエ変換する。
【００３７】
第２の演算手段５は、ＴＤＲデータ取得手段３で取得した出力値を時間領域から周波数領域へと変換し、出力値は、Ｘ２（ｔ）からＸ２（ω）とする。
【００３８】
第３の演算手段６は、入力信号生成手段２で生成した出力値をフーリエ変換する。
【００３９】
第３の演算手段６は、入力信号生成手段２で生成した出力値を時間領域から周波数領域へと変換し、出力値は、Ｘ３（ｔ）からＸ３（ω）、Ｘ４（ｔ）からＸ４（ω）とする。
図４は、ＰＮパターンをフーリエ変換した時の出力例を示している。
【００４０】
重み付け手段７においては第１の演算手段４、第２の演算手段５、第３の演算手段６にてフーリエ変換されたＸ１（ω）、Ｘ２（ω）、Ｘ３（ω）、Ｘ４（ω）のそれぞれに重みつけをして積算する。
Σ（αＸ１（ω）＊βＸ２（ω）＊γＸ３（ω）＊θＸ４（ω））・・・・・・・（１）
この時のα、β、γ、θが重みつけになりこの値が実測値と解析値の差異を決めることになる。
【００４１】
変換手段８は、この集計結果をさらにフーリエ逆変換し、解析結果確認手段９により波形を確認する。
図５はその時の出力例を示す。
【００４２】
図５の波形品質により１１の伝送線路の優劣を判断し改善が必要な場合は基板設計にフィードバックする。
【００４３】
以上説明したように、本発明の伝送線路解析装置で行う解析手法を導入することにより、図２でＳＰＩＣＥモデルのみで解析した場合に比べて、１／１０以下の時間で伝送線路の解析が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明にかかる伝送線路解析装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明にかかる伝送線路解析モデルの構成を示す図である。
【図３】本発明にかかる伝送線路解析装置におけるＴＤＲ測定結果を示す図である。
【図４】本発明にかかる伝送線路解析装置におけるＰＮパターンをフーリエ変換し、出力した結果を示す図である。
【図５】本発明にかかる伝送線路解析装置における伝送線路解析結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    伝送線路生成手段
２    入力信号生成手段
３    ＴＤＲデータ取得手段
４、５、６    演算手段
７    重みつけ手段
８    変換手段
９    演算結果確認手段
【図１】
2009109345.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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