面向高速集成电路设计分析的关键问题研究

发布时间：2022-10-27 21:03

　　在涉及到高速集成电路设计分析相关问题的时候,常常需要建立精确的微分代数方程,如何准确有效地求解该方程是电路模拟中的一个重要分支。传统分析中,研究者通常使用不同种类的数值分析方法来求解微分代数方程。其中,暂态分析立足于研究微小电压与电流相对于时间的相关函数,这种分析常用于输入信号随时间变化的电路。当应用暂态分析时,由于梯形算法的绝对稳定性以及无数值阻尼特性,它常常被用来求解微分代数方程。然而,在刚性电路中,梯形算法在每个步长会累积较大的误差,导致其运算结果在一定范围内是可接受的,但表现出的振铃现象却尤为突出,常被称为梯形振铃现象。在电路模拟器中,当输入信号快速变化时,算法使用极小的步长来避免梯形振铃现象。然而,如果算法错过了输入信号的一些剧烈波动,那么振铃现象仍然难以解决。本论文提出并采用计算额外参数向量的方法减少振铃现象发生。作者利用仿真实例来比较原算法和改良算法之间的差异,通过振铃现象、整体截断误差以及计算时间三个方面进行具体分析,进而验证改良梯形算法的合理性与有效性。此外,针对著名集成电路设计分析软件SPICE中所涉及到的局部截断误差算法,作者发现了常数设置上的代码错误,通过理论分... 

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究动机
    1.3 论文主要内容与章节安排
第二章 文献综述
    2.1 欧拉算法公式与基本定义
    2.2 传统梯形算法公式与基本定义
    2.3 传统梯形算法特性
        2.3.1 数值阻尼特性
        2.3.2 绝对稳定性
        2.3.3 局部截断误差
        2.3.4 欧拉算法与传统梯形算法特性比较
    2.4 传统梯形算法的振铃现象
    2.5 高速集成电路设计分析研究综述
        2.5.1 电路仿真电子化的意义
        2.5.2 行业综述
    2.6 本章小结
第三章 论文研究工作之一——改良梯形算法
    3.1 改良梯形算法框架思路
    3.2 改良梯形算法具体流程
        3.2.1 一维情况
        3.2.2 多维情况
    3.3 仿真实例与算法比较
        3.3.1 振铃现象评估
        3.3.2 整体截断误差评估
        3.3.3 计算时间评估
    3.4 本章小结
第四章 论文研究工作之二——改良局部截断误差算法
    4.1 改良局部截断误差算法框架思路
    4.2 改良局部截断误差算法具体通式
    4.3 改良局部截断误差算法与SPICE软件算法理论比较
    4.4 仿真实例与算法比较
        4.4.1 RC充电电路仿真实例
        4.4.2 RC放电电路仿真实例
    4.5 本章小结
第五章 实验软件与代码分析
    5.1 MATLAB软件与代码分析
    5.2 C++软件与代码分析
    5.3 SPICE软件与代码分析
    5.4 本章小结
第六章 结束语
    6.1 主要工作与创新点
    6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3697207