记录介质、运算方法以及运算装置

文档序号:35147 发布日期:2021-09-24 浏览:50次 >En<

阅读说明:本技术 记录介质、运算方法以及运算装置 (Recording medium, calculation method, and calculation device ) 是由 伊见仁 冈野资睦 福场义宪 于 2020-08-28 设计创作,主要内容包括:实施方式关于记录模拟用数据的记录介质、运算方法以及运算装置。实施方式的记录介质记录输入到运算装置的模拟数据,所述运算装置执行半导体装置的模拟,所述模拟数据包含记述了模拟对象电路所含的部件的形状的部件形状信息、记述了所述模拟对象电路的动作以及连接信息的模型信息、以及所述模拟对象电路所含的所述部件的符号信息,所述运算装置将所述部件形状信息、所述模型信息以及所述符号信息建立关联而执行所述半导体装置的模拟。(Embodiments relate to a recording medium for recording simulation data, a calculation method, and a calculation device. The recording medium of an embodiment records simulation data input to an arithmetic device that executes a simulation of a semiconductor device, the simulation data including part shape information in which shapes of parts included in a simulation target circuit are described, model information in which operations and connection information of the simulation target circuit are described, and symbol information of the parts included in the simulation target circuit, and the arithmetic device executes the simulation of the semiconductor device by associating the part shape information, the model information, and the symbol information.)

记录介质、运算方法以及运算装置

相关申请

本申请以日本专利申请2020-51733号(申请日:2020年3月23日)为基础申请而享受优先权。本申请参照该基础申请并包含基础申请的全部的内容。

技术领域

本发明的一实施方式关于记录模拟用数据的记录介质、运算方法以及运算装置。

背景技术

在进行具备马达等的电气部件的系统的设计时,在基于电路图、框图的模拟中,无法进行将系统内的部件配置、部件尺寸纳入考虑的模拟。现状是,系统内的部件配置、部件尺寸的研讨大多在CAD(Computer Aided Design)上通过作业者手动作业进行,导致到确定部件配置、部件尺寸为止消耗时间。

发明内容

本发明的一实施方式为,提供一种能够在短时间内以高效率进行部件配置、部件尺寸的研讨的记录模拟用数据的记录介质、运算方法以及运算装置。

一实施方式的记录介质记录输入到运算装置的模拟数据,所述运算装置执行半导体装置的模拟,

所述模拟数据,包含记述了模拟对象电路所含的部件的形状的部件形状信息、记述了所述模拟对象电路的动作以及连接信息的模型信息、以及所述模拟对象电路所含的所述部件的符号信息,所述运算装置将所述部件形状信息、所述模型信息以及所述符号信息建立关联而执行所述半导体装置的模拟。

附图说明

图1是表示一实施方式的模拟用数据的图。

图2A是表示部件的一个例子的平面图。

图2B是表示符号的一个例子的图,该符号表示图2A的NMOS晶体管。

图3是表示图1的模拟用数据的一个具体例子的图。

图4是表示外部文件的一个例子的图。

图5是表示运算装置的内部构成的一个例子的框图。

图6是表示运算装置的处理动作的一个例子的流程图。

图7是表示图6的步骤S2中生成的模拟对象电路的一个例子的电路图。

图8是示意性地表示布局配置结果的一个例子的图。

图9是进行模拟对象电路的再设计和布局的再配置的概念图。

图10A是表示布线的电路模拟结果的信号波形图。

图10B是表示在仅以模型信息生成模拟对象电路并进行电路模拟情况下的信号波形图。

图11表示引起过辐射的信号波形的图。

具体实施方式

以下,参照附图对记录模拟用数据的记录介质、运算方法以及运算装置的实施方式进行说明。以下,以记录介质、运算方法以及运算装置的主要构成部分为中心进行说明,但记录介质、运算方法以及运算装置中可能存在未图示或者未说明的构成部分、功能。以下的说明并不是将未图示或者未说明的构成部分、功能除外的说明。

图1是表示一实施方式的模拟用数据1的图。图1的模拟用数据1具备部件形状信息I1、模型信息I2、以及符号信息I3。图1的模拟用数据1能够记录于记录介质。记录介质的种类不特别规定。例如,记录介质可以是半导体存储器,也可以是磁记录装置、光盘、或者光磁盘。

部件形状信息I1是记述模拟对象电路所含的部件的形状的信息。这里,记述形状的信息是表示半导体装置的外形形状的信息,例如是半导体装置的尺寸、角部的位置信息等。模拟对象电路不被限定,可以是模拟电路,也可以是数字电路,还可以是模拟电路与数字电路的混合存在。部件的种类也不特别规定。部件可以是集成电路(IC:IntegratedCircuit),也可以是分立元件。

图2A是表示部件2的一个例子的平面图。图2A的部件2例如是NMOS晶体管,具有三个端子T1~T3。部件形状信息I1包含规定部件2的外形形状的信息。图2A的示例中,部件形状信息I1包含部件2的角部(图2A的黑色圆位置)的坐标信息。此外,部件形状信息I1中也可以包含部件2的端子的位置信息。如图2A所示,部件形状信息I1也可以包含三个端子的坐标信息。

图1的模型信息I2是记述模拟对象电路的动作以及连接信息的信息。这里,动作信息是记述模拟对象电路进行何种动作的信息。连接信息是表示某元件与其他元件的连接关系的信息。更加具体的一个例子,是表示某元件的各端子连接于其他元件的哪个端子的信息、表示某元件的各端子连接于半导体装置内的哪个输入端子或者输出端子的信息等。依据模型信息I2的记述,在模拟器等中,能够自动地生成电路。模型信息I2包含模拟对象电路所含的部件2的连接信息、以及部件2的动作信息。模型信息I2包含与部件2的端子有关的信息。与部件2的端子有关的信息包含表示与部件形状信息I1所含的部件2的端子的对应关系的信息。更具体而言,与部件2的端子有关的信息包含部件2的端子的连接信息。模型信息I2也可以包含记述模拟对象电路的动作的文件的文件名、以及用于参照文件的信息。

图1的符号信息I3是表示模拟对象电路所含的部件2的指标。符号信息I3是使部件2容易识别的指标即可,并不需要一定是统一的形态的指标。图2B是表示符号3的一个例子的图,符号3表示图2A的NMOS晶体管。图2B的符号3中,与图2A的端子T1~T3建立对应地设置有三个端子T1~T3。另外,符号信息I3中,与部件形状信息I1中的端子名建立对应地记述有符号3中的端子名,因此,部件形状信息I1中的端子名与符号3中的端子名并不需要一定相同。符号信息I3按每个部件2的种类而不同,包含部件2的端子的位置信息。符号信息I3与部件形状信息I1所含的部件2的端子的位置信息建立对应地被记述。

图1的模拟用数据1能够保存在一个文件(以下,有时称为统合文件)内。该文件以能够被计算机所解释并执行的形式生成。此外,例如也可以使该文件能够从特定的网站下载。下载的文件能够由下载处的计算机解释并执行。计算机能够通过执行统合文件内的模拟数据,进行电路的生成、以及生成的电路的动作验证(模拟)。取代计算机,也可以将统合文件输入至专用的模拟器进行模拟。本说明书中,将解释并执行统合文件的计算机等进行总称而称为运算装置。

图3是表示图1的模拟用数据1的一个具体例子的图,是上述的统合文件的内容。图3的模拟用数据1表示与作为图2A以及图2B的部件2的NMOS晶体管有关的记述例。图3的模拟用数据1是ASCII代码构成的文本信息,包含部件形状信息I1、模型信息I2、以及符号信息I3。图3的例子中,按部件形状信息I1、模型信息I2以及符号信息I3的顺序记述,但各信息被记述的顺序是任意的。

图3的部件形状信息I1具有记述部件2的外形形状的坐标的行组Ln1、以及记述部件2的端子T1~T3的识别信息及坐标的行组Ln2。如图2A所示,部件2的端子T1~T3分别具有规定的长度以及宽度,行组Ln2中记述有各端子T1~T3的区域的中心坐标。

图3的记述模型信息I2的行Ln3内的第1行参照外部文件“NMOS.Lib”。该外部文件是记述模拟对象电路的动作以及连接信息的文件。图4是表示外部文件的一个例子的图。图4的外部文件中,记述有作为图2A以及图2B的部件2的NMOS晶体管的端子信息、特性、动作、以及连接信息等。特性是例如NMOS晶体管的栅极宽、栅极长、栅极绝缘膜的膜厚、以及栅极被供给的电压范围等。

在图3的记述模型信息I2的行组Ln3内的第2行以下,记述有部件形状信息I1内的NMOS晶体管的各端子与模型信息I2内的NMOS晶体管的各端子的对应关系。例如,相对于部件形状信息I1内的NMOS晶体管将与端子T1~T3对应的识别ID设为“1”~“3”,模型信息I2内的NMOS晶体管具有与端子T1~T3对应的识别ID“A”、“B”、“C”,因此,记述有将“1”与“A”、“2”与“B”、“3”与“C”建立了对应。

图3的符号信息I3包含记述符号的外形形状的行组Ln4、以及记述符号的端子A、B、C与部件形状信息I1内的NMOS晶体管的端子T1~T3的对应关系的行组Ln5。图3是模型信息I2的一个例子,模型信息I2的格式是任意的。

图3所示的包含模拟用数据1的统合文件也可以根据需要而存储于不图示的存储部中。通过模拟器等的运算装置读出图3所示的模拟用数据1,解释统合文件的内容并执行模拟。

图5是表示运算装置10的内部构成的一个例子的框图。图5的运算装置10具备输入部11、部件信息存储部12、符号信息存储部13、外部文件存储部14、执行部15、输出部16、以及验证部17。图5的运算装置10执行半导体装置的模拟。运算装置10将部件形状信息I1、模型信息I2、以及符号信息I3建立关联,为了执行半导体装置的模拟而使用模拟用数据1。

输入部11输入图3所示的统合文件。作业者也可以通过键盘等输入图3的统合文件。或者,也可以从具有通信功能的电气机器经由输入部11电子地获取统合文件。

部件信息存储部12存储各种的部件信息。部件信息如图2A所示,是部件2的外形形状、尺寸、端子数、以及端子位置等的信息。

符号信息存储部13存储各种的部件2的符号信息I3。符号信息I3如图2B所示,是各部件2的符号、以及符号所含的端子信息等。

外部文件存储部14存储记述于模型信息I2的外部文件。另外,在不参照外部文件而直接将模拟对象电路的动作以及连接信息记述于模型信息I2的情况下,也可以不设置外部文件存储部14。

执行部15读取并解释输入的统合文件内所记述的部件形状信息I1、模型信息I2以及符号信息I3,基于部件形状信息I1、模型信息I2以及符号信息I3生成模拟对象电路,基于所生成的电路执行模拟。

如后述,执行部15所进行的模拟中,有电路模拟、电磁场模拟、以及温度模拟等的多个模拟。本说明书中,表示了相同的执行部15进行多个模拟的例子,但也可以由多个运算装置10(模拟器)进行各自不同的模拟。

输出部16输出执行部15执行的模拟结果。模拟结果的输出形式是任意的。

验证部17基于从输出部16输出的模拟结果,验证基于统合文件所生成的电路或者布局配置是否妥当,若不妥当,则变更电路或者布局配置。

图6是表示运算装置10的处理动作的一个例子的流程图。首先,经由输入部11输入统合文件(步骤S1)。接着,执行部15读出并解释统合文件,基于部件形状信息I1、模型信息I2以及符号信息I3生成模拟对象电路(步骤S2)。所生成的模拟对象电路从输出部16输出。

图7是表示图6的步骤S2生成的模拟对象电路的一个例子的电路图。图7的模拟对象电路作为主要部件2具备马达21、控制马达21的驱动的多个晶体管22、以及控制这些晶体管22的栅极电压的控制部23。图7的模拟对象电路所含的各部件2的符号是包含在符号信息I3中的符号。

接着,执行部15以及验证部17使用电路模拟器,进行模拟对象电路的动作验证(步骤S3)。接着,基于电路模拟器的模拟结果判定模拟对象电路的动作是否有问题(步骤S4)。在动作有问题的情况下,重复步骤S2以后的处理。另外,根据情况,在步骤S4中判定为有问题时,也可以重新输入新的统合文件。该情况下,变成步骤S1以后的处理被重复。

在步骤S4中判定为动作没有问题的情况下,基于动作验证完毕的模拟对象电路进行布局配置(步骤S5)。虽然使本实施方式的运算装置10也可以进行布局配置,但在步骤S5以后的处理中,也可以由其他的运算装置10等进行。或者,本实施方式的运算装置10也可以向进行布局配置的其他的装置依赖布局配置处理,并领取布局配置结果,进行步骤S5以后的处理。

图8是表示布局配置结果的一个例子示意图。在图8的例子中,表示了将图7的马达21配置于配置区域r1、多个晶体管22配置于配置区域r2、以及控制部23配置于配置区域r3的例子。

在图6的步骤S5中进行了布局配置后,运算装置10基于布局配置结果进行电磁场模拟(步骤S6)。接着,判定电磁场模拟的结果中是否有问题(步骤S7)。例如,通过电磁场模拟,在判定为从半导体装置的布局区域内的一部分产生的电磁干扰(EMI:ElectroMagnetic Interference)噪声超过了规定的阈值情况下,判定为有问题。

在步骤S7中判定为没有问题的情况下,判定是否进行布局变更(步骤S8)。在判定为进行布局变更的情况下,重复步骤S5以后的处理。另一方面,例如在判断为以布局变更的程度没有解决步骤S7的问题的情况下,重复步骤S2以后的处理。

在步骤S7中判定为没有问题的情况下,经由输出部16输出步骤S5的布局配置结果(步骤S9)。

本实施方式的模拟用数据1不仅含有模型信息I2,还含有部件形状信息I1与符号信息I3,因此能够容易地自动选择模拟对象电路所使用的部件2的符号,并能够迅速地生成模拟对象电路。此外,进行布局配置时,也能够基于部件形状信息I1进行将部件2的形状以及尺寸纳入考虑的布局配置,对各部件2之间的布线长、布线容量的估算变得容易。并且,能够在进行电路模拟时考虑通过布局配置而估算的各部件2间的布线长、布线容量,并能够在使各布线具有与实际的布线延迟相近的布线延迟的基础上,进行模拟对象电路的动作验证。

图9是将本实施方式的运算装置10所生成的模拟对象电路(图9的上侧)24的模拟结果、布局配置(图9的下侧)25的结果相互利用,从而进行模拟对象电路的再设计、布局的再配置的概念图。

例如,如图9的布局配置25所示,对从控制部23到晶体管22的栅极的布线长L1、L2由于晶体管22而不同的情况进行说明。

本实施方式的模拟用数据1包含部件形状信息I1,因此,进行布局配置时,能够将部件形状、尺寸纳入考虑而配置各部件2,并进行各部件2之间的布线连接。例如,图9的布局配置中,可获得布线L1比L2长这一结果。布线长越长,布线容量变大并变得容易引起布线延迟。因此,通过将布局配置的结果反映至使用图9的左侧的模拟对象电路的电路模拟中,能够在附加布线L1比布线L2的布线延迟大这一信息的基础上,进行电路模拟。

图10A是表示布线L1、L2的电路模拟结果的信号波形图。布线L1比布线L2的布线长更长布线容量更大,因此,波形的上升定时比布线L2延迟,并且波形也变缓。若信号的上升定时延迟,则有时电路变得不正常地进行动作,但是,本实施方式的电路模拟中,能够基于布局配置结果将布线长的不同纳入考虑,因此,能够预见由于布线长的不同导致的上升定时的偏移,进行模拟对象电路的动作验证。

图10B是在不使用部件形状信息I1与符号信息I3,仅通过模型信息I2生成模拟对象电路并进行电路模拟的情况下的信号波形图。在图10B的情况下,不能将布线长的不同纳入考虑,因此,图9的布线L1与L2的上升定时被看作相同,电路模拟的动作验证的精度降低。

图9中,表示了将基于部件形状信息I1进行布局配置的结果反映至电路模拟的例子,但是,通过从电路模拟的结果计算各部件2的损耗信息,使计算的损耗信息作为物理形状中的热模拟的条件,能够以与实际的动作相近条件进行热模拟。

例如,着眼于图9的布线L1、L2。假定使用图9的模拟对象电路进行电路模拟的结果,布线L1与布线L2的信号波形成为如图11所示。布线L1比布线L2的过辐射大,能够预想与布线L1连接的晶体管22的发热量变大。即,能够预测布线L1比布线L2的热损耗大。因此,通过将该电路模拟所获得的热损耗信息赋予至热模拟,能够在热模拟中,将被布局配置的晶体管22当作比晶体管22发热量大的晶体管而进行热模拟进行。

由此,本实施方式中,生成不仅包含模型信息I2,还包含部件形状信息I1与符号信息I3的模拟用数据1,因此,能够以与实际的部件2配置、布线配置相近的状态执行模拟,并能够提高模拟的精度。

此外,能够迅速地进行模拟对象电路所使用的部件2符号的选择,并且能够依照设计者的意图迅速地生成模拟对象电路。此外,通过使用部件形状信息I1,能够使布局区域内配置的部件2的形状以及尺寸接近实际的部件的形状以及尺寸。

进一步的,根据本实施方式,通过基于部件形状信息I1进行布局配置,能够从布局配置结果掌握布线长的不同,通过将布线长的不同反映至电路模拟,能够进行将布线延迟纳入考虑的电路模拟。

此外,根据本实施方式,能够从电路模拟的结果,推测各部件2的损耗信息,通过将损耗信息反映至热模拟,能够高精度地预测布局区域内的温度分布。

上述的图1的模拟用数据1也可以是运算装置10能够执行的程序的形式的数据。即,图1的模拟用数据1也可以记述为,使部件形状信息I1、模型信息I2以及符号信息I3成为分别不同的参数的程序的形式。更具体而言,也可以在该程序中记述有运算装置10能够执行的一个或者多个函数,并且该程序被赋予作为该函数的自变量的部件形状信息I1、模型信息I2以及符号信息I3。

上述的实施方式所说明的运算装置10的至少一部分可以由硬件构成,也可以由软件构成。在由软件构成的情况下,可以将实现运算装置10的至少一部份的功能的程序收纳于软盘、CD-ROM等的记录介质中,使计算机读入并执行。记录介质并不限定于磁盘、光盘等的能够装卸的记录介质,也可以是硬盘装置、存储器等的固定型的记录介质。

此外,也可以将实现运算装置10的至少一部分的功能的程序经由因特网等的通信回线(包含无线通信)进行发布。进一步的,也可以对相同程序进行加密、加以调制、在压缩的状态下经由因特网等的有线回线、无线回线,或者收纳于记录介质而进行发布。

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