基于波形松弛法的傳輸線時域仿真與靈敏度分析.pdf

1、隨著超大規(guī)模集成電路的特征尺寸的不斷縮小和電路工作頻率的日益上升,傳輸線問題已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注,成為高速電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一。傳輸線仿真與設(shè)計(jì)中存在著許多的難點(diǎn),比如傳輸線的高頻特性,頻域/時域混合仿真問題,芯片上互連線受到非均勻熱分布的影響問題,大規(guī)模強(qiáng)耦合的線纜求解問題,以及傳輸線受到的電磁干擾問題等。本文的主要目的就是處理傳輸線的這些問題,以期提供一種快速而準(zhǔn)確的分析方法。
　　本文分析方法的出發(fā)點(diǎn)是基于是近年來提出的

2、波形松弛橫向截?cái)喾āＴ摲椒ɡ昧藗鬏斁€之間的弱耦合,將傳輸線之間的耦合轉(zhuǎn)化為受控源并進(jìn)行迭代運(yùn)算,在求解大量傳輸線耦合時候比起傳統(tǒng)傳輸線的方法有著更高的效率,而且便于并行處理實(shí)現(xiàn)。本文詳細(xì)地對波形松弛橫向截?cái)喾椒ㄟM(jìn)行了介紹與推導(dǎo),并且對其衍生,推廣和改進(jìn)作出了討論。
　　由于芯片或其周圍有源器件發(fā)熱會在基底上引起的非均勻的溫度分布,芯片上互連線會受到非均勻的熱分布影響從而顯示出非均勻特性。為了解決這個問題,本文提出了基于幅值Vec

3、tor Fitting和Vector Fitting的迭代形式的參數(shù)化建模方式。在此基礎(chǔ)上將波形松弛方法與所提出的參數(shù)化建模方法結(jié)合,建立了芯片上互連線的瞬態(tài)仿真方法和靈敏度分析方法。然后,本文根據(jù)提出的方法分析了芯片上互連線的熱靈敏度問題,重點(diǎn)討論了典型的芯片上的非均勻熱分布對芯片上互連線電特性及熱靈敏度的影響。
　　由于波形松弛法的求解速度受到傳輸線之間耦合強(qiáng)弱的限制,因此波形松弛法在求解強(qiáng)耦合傳輸線時候會遇到困難,導(dǎo)致收斂速

4、度減慢甚至是發(fā)散的結(jié)果。為了解決這個問題,本文通過引入聯(lián)合對角化對強(qiáng)耦合傳輸線的分布參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一變換,減小了傳輸線間的耦合,使得波形松弛法可以順利的求解變換后的傳輸線系統(tǒng)。因此極大地提高了波形松弛法在求解強(qiáng)耦合傳輸線時候的效率。
　　接下去,本文討論了傳輸線受到外界電磁波的干擾問題。本文重點(diǎn)討論了色散介質(zhì)作為傳輸線基底時候?qū)鬏斁€的影響。使用了一種基于等效電路方法的色散介質(zhì)的求解方式,以便于求解多極點(diǎn)色散介質(zhì)。并且將時域有限差分法