高速芯片电源_地线网的信号完整性分析

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1、上海交通大学硕士学位论文高速芯片电源/地线网的信号完整性分析姓名：王晓申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：毛军发20070101对于完成布线的电源/地线网，本文对其静态电压降的仿真方法做了研究。首先根据仿真要求，通过采用导线的电阻模型以及标准单元的等效电流源模型，将电源/地线网络等效替代为一个电路网络，并由此生成改进节点法方程。随后根据方程的系数矩阵有大量零元素的特点，采用块超松弛迭代方法解上述方程，从而实现了静态电压降的快速仿真，文中详细给出了该算法的各个步骤。随后采用C语言编程实现的数值仿真结果表明该算法与传统方

2、法相比，可在保证精度的情况下提高计算速度。进一步，本文对于上述算法进行改进，实现了该算法的并行化，得到了一种并行块超松弛迭代算法，文中详细给出了该算法的流程图以及关键变量的传递方向，随后通过C语言编写核心算法以及利用消息传递接口（MPI）实现了整个算法。最后，通过数值仿真，证明运用该算法可进一步提高静态电压降的计算速度。关键词：电源/地线网络，标准单元芯片，电压降，迭代，并行计算第II页SIGNALINTEGRITYANALYSISOFPOWER/GROUNDNETINHIGHSPEEDCHIPSABSTRACTThedesign

3、andsimulationofthepower/groundnetisessentialfunctionsoftheelectronicdesignautomationtoolsforhighspeedintegratedcircuits.Traditionaldesignandsimulationmethodscannolongermeettherequirementwellduetotheincreasingscaleandvelocityofthecircuits.Therefore,howtodesignthepower/

4、groundnetappropriatelyandsimulatefastandpreciselyhavebecomekeyproblemsinthedevelopmentofautomationdesigntools,whicharealsopopularinthesignalintegrityanalysisofon-chippower/groundnet.Thepapergivesanintroductionofthepower/groundnetdesignmethodforthehighspeedintegratedci

5、rcuitandvoltagedropsimulationaftertheauthortookpartinthenationalscientificfoundationfundproject“Thesimulationandsynthesisoftheclockandpower/groundnetwork”.Thepaperbeginswiththegeneralmethodofthepower/groundnetdesignmethodology.Afterthedifferentkindsoftopologyofon-chip

6、netarediscussed,第III页atwo-layermeshpower/groundnetisusedinconsiderationofthedesignspecificationofthestandardcell.Theequationtocalculatethewidthofpowernetisgivenbycalculatingtheaveragepowerconsumptionofcells.Thenvisiblepower/groundroutingsoftwareusingsuchmethodisrealiz

7、edandintroduced.Accordingtothesimulationspecification,theequivalentcircuitnetworkandmodifiednodeequationarethengeneratedbyusingequivalentcircuitmodel.Consideringthecoefficientmatrixissparsewithmanyzeroelements,successiveoverrelaxationblockiterativemethodisappliedtosol

8、vetheequationsothatthefastsimulationofthestaticvoltagedropisrealized.Thedetailedprocedureofthealgorismisgiven.Theexperimentu