JP2005038150A

JP2005038150A - 伝送線路解析システム

Info

Publication number: JP2005038150A
Application number: JP2003274055A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Koyama; 信之小山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】複数の電子部品から構成されるクロック信号と制御信号と多接続のバス信号を含む電気回路全体に対するタイミングとノイズを同時に解析することを目的とする。
【解決手段】解析モデル生成部１１によって、対象の伝送線路の解析モデルを作成し、事前に抽出された蓄積部１７に蓄積された伝送線路の電気特性と、蓄積部１５に蓄積され、制御信号に応じて電子部品の内部遅延である電子部品の電気特性とを加算して、タイミング補正部１２により、バス信号のタイミングを補正し、それに対して伝送線路解析ソフト１３を用いることにより、伝送線路解析の結果１６を得て、多接続のバス信号のタイミングとノイズを同時に解析し、さらに、伝送特性抽出部１４にて、伝送線路の電気特性を抽出して、他の電気回路を伝送線路解析することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気回路設計やプリント基板設計における伝送線路解析、特に、クロック信号と制御信号とバス信号を含めた電気回路やプリント基板全体のタイミングとノイズを同時に解析する伝送線路解析システムに関するものである。

近年、電気機器のプリント基板の高密度化や高速化が進んでおり、プリント基板の機能を正確に実現できるように、電気回路設計やプリント基板設計において、伝送線路解析を実施している。伝送線路解析は、ノイズがないクロック信号を実現する電子部品の選定や伝送線路を設計するため、さらには、複数の電子部品間でタイミングを合わせて、バス信号を伝播する電子部品の選定や伝送線路を設計する視点から実施される。

従来、これら２つの視点を同時に解析する方法として、例えば、実際に配線した配線長をもとに算出した配線遅延を配線許容遅延と比較することで、タイミングを考慮した電子部品の配置や電子部品を接続する配線の設計が行われている（例えば、特許文献１参照）。

図６に従来の解析システムで扱う電気回路の概要を示す。図６において、バス信号を伝播する伝送線路６６は、１つのドライバの電子部品６２と、１つのレシーバの電子部品６３を接続している。電子部品６１から伝送線路６４と伝送線路６５を通じて、バス信号のタイミングを制御するクロック信号が伝播される。この電気回路では、伝送線路６４と伝送線路６５の電気特性を、伝送線路６６の伝送線路解析に利用することで、バス信号とクロック信号のタイミングとノイズを同時に解析できる。
特開平１１−２８８４３１号公報（９頁、段落番号００６７、００６８、図１４）

しかし、従来の電気回路では、伝送線路の電気特性を利用するのは、ドライバとレシーバの２つの電子部品へのクロック信号に限定されているため、それ以外にデータを一時保存するためのバッファの電子部品と制御信号を含む電気回路を解析することはできない。

本発明は、複数の電子部品から構成されるクロック信号と制御信号と多接続のバス信号を含む電気回路全体に対するタイミングとノイズを同時に解析することができる伝送線路解析システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の伝送線路解析システムは、解析対象の電気回路の伝送線路解析モデルを生成する手段と、電子部品の電気特性を蓄積する手段と、伝送線路の電気特性を蓄積する手段と、蓄積された電子部品の電気特性と伝送線路の電気特性とから、伝送線路の解析モデルに対して伝送線路のタイミングを補正する手段と、タイミング補正した解析モデルから、伝送線路解析ソフトを用いて伝送線路解析をする手段と、伝送線路解析の結果から、伝送線路の電気特性を抽出する手段とからなることを特徴とするものであり、本発明の伝送線路解析システムは、また、電子部品の電気特性は、バス信号を出力するタイミングであり、伝送線路の電気特性は、伝送線路を伝播する制御信号であり、蓄積された電子部品の電気特性と伝送線路の電気特性とから、伝送線路の解析モデルに対して、伝送線路を伝播するバス信号のタイミングを補正することを特徴とするものである。

本発明によると、蓄積した電子部品の電気特性と、蓄積した伝送線路の電気特性とを用いて、解析モデルに対してバス信号のタイミングを補正して、伝送線路解析をするように構成したので、複数の電子部品から構成されるクロック信号と制御信号と多接続のバス信号を含む電気回路全体に対するタイミングとノイズを同時に解析することができる。

本発明によれば、電子部品の電気特性蓄積部に蓄積した電気特性と、伝送線路の電気特性蓄積部に蓄積した電気特性とを用いて、解析モデルに対して、タイミングを補正して伝送線路解析することにより、複数の電子部品から構成されるクロック信号と制御信号と多接続のバス信号を含む電気回路全体に対するタイミングとノイズを同時に解析することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明のタイミング伝送線路解析システムの構成ブロック図である。図において、１１は伝送線路の解析モデルの生成部、１２は解析モデルのタイミング補正部、１３は伝送線路解析ソフト、１４は伝送線路の電気特性の抽出部、１５は電子部品の電気特性蓄積部、１６は伝送線路解析の結果、１７は伝送線路の電気特性蓄積部である。

図２は本発明のタイミング伝送線路解析システムで扱う電気回路の１例である。２１はクロック信号と制御信号のドライバの電子部品、２２はバス信号のドライバの電子部品、２３はバス信号のレシーバの電子部品、２４と２５はバス信号のバッファの電子部品、２６と２７はクロック信号を伝播する伝送線路、２８と２９はバス信号を伝播する伝送線路、２１０と２１１は制御信号を伝播する伝送線路である。

電気回路の動作を次に示す。電子部品２２から伝送線路２８を通じて、電子部品２４にバス信号が伝播される。一方、電子部品２２から伝送線路２９を通じて、電子部品２５にバス信号が伝播される。一方、電子部品２１からそれらのバス信号を出力するタイミングのクロック信号が伝送線路２６を通じて伝播される。その後、電子部品２１から伝送線路２１０を通じて、電子部品２４にバス信号を出力するタイミングの制御信号が伝播され、電子部品２１から伝送線路２１１を通じて、電子部品２５にバス信号の制御信号が伝播される。各々に伝播された制御信号に応じて、電子部品２４から伝送線路２８を通じて、電子部品２３へバス信号が伝播され、電子部品２５から伝送線路２９を通じて、電子部品２３へバス信号が伝播される。その後、電子部品２１から伝送線路２７を通じて伝播されたクロック信号に応じて、各々伝播されたバス信号が電子部品２３に取り込まれる。

次に、図３を用いて伝送線路解析について説明する。３１は伝送線路の入力波形、３２は伝送線路の出力波形、３３はレシーバの電子部品の０／１の閾値、３４は伝送線路の電気特性である。本発明の特長は、多接続のバス信号のタイミングとノイズを同時に解析するために、伝送線路の電気特性３４を、バス信号のタイミング補正に利用する点にある。

図１の構成ブロック図の働きを、図２の電気回路を例にして詳しく説明する。本発明は、図２に例示する電気回路全体のタイミングとノイズを同時に解析することを、目的とするものである。図２に示す電気回路において、伝送線路２１０、２１１から伝播される制御信号が異なるため、電子部品２４と電子部品２５でバス信号を出力するタイミングが異なる。そのため、伝送線路２１０と伝送線路２１１に対して、事前に伝送線路解析することにより、各々の伝送線路の電気特性を伝送特性抽出部１４にて抽出し、蓄積部１７に蓄積しておく。次に、伝送線路２８と伝送線路２９に対して、解析モデル生成部１１にて、各々の解析モデルを作成し、事前に電気特性蓄積部１７に蓄積された伝送線路２１０と伝送線路２１１の電気特性と、電子部品の電気特性蓄積部１５に蓄積された制御信号に応じて、電子部品の内部遅延である電子部品２４と電子部品２５の電気特性とを加算して、タイミング補正部１２により、伝送線路２８と伝送線路２９を伝播するバス信号のタイミングを補正する。それに対して、伝送線路解析ソフト１３を用いて、伝送線路解析の結果１６を得る。これにより、多接続のバス信号のタイミングとノイズを同時に解析することができる。

さらに、伝送特性抽出部１４にて、解析結果１６から伝送線路２８と伝送線路２９の電気特性を抽出することにより、他の電気回路を伝送線路解析することが可能になる。なお、伝送線路の電気特性を蓄積部１７で蓄積するので、伝送線路２６や伝送線路２７や伝送線路２１０や伝送線路２１１が、複数部品で構成された電気回路であっても、伝送線路の電気特性を加算すれば同様の解析ができる。

次に、タイミング補正部１２の機能を図４と図５を用いて説明する。通常、バス信号は単一の電子部品から供給されるため、図４のバス信号４１とバス信号４２をそのまま伝送線路解析する。しかし、本発明では、複数の電子部品や多接続のバス信号を扱うため、図５に示すように、タイミング補正量５３を用いて、タイミングを補正して、バス信号４１をバス信号５１にし、タイミング補正量５４を用いて、タイミングを補正して、バス信号４２をバス信号５２にする。これにより、バス信号間のクロストークも実際の動作と同じ状態で伝送線路解析できる。タイミング補正量５３とタイミング補正量５４は、ドライバやバッファの電子部品に対するクロック信号や制御信号の伝送線路の電気特性として抽出される。図１と図２において、電気特性蓄積部１７に蓄積された伝送線路２１０と伝送線路２１１の電気特性が、タイミング補正量５３とタイミング補正量５４である。

本発明の実施の形態１を示す構成ブロック図である。本発明で扱う電気回路の１例である。本発明で扱う伝送線路解析の１例である。本発明で扱うバス信号である。図４に対して本発明を適応した補正後のバス信号である。従来の解析システムで扱う電気回路の例である。

符号の説明

１１解析モデル生成部
１２タイミング補正部
１３伝送線路解析ソフト
１４伝送特性抽出部
１５電子部品の電気特性蓄積部
１６伝送線路解析の結果
１７伝送線路の電気特性蓄積部
２１電子部品（クロック信号と制御信号のドライバ）
２２電子部品（バス信号のドライバ）
２３電子部品（バス信号のレシーバ）
２４電子部品（バス信号のバッファ）
２５電子部品（バス信号のバッファ）
２６伝送線路（クロック信号の伝播）
２７伝送線路（クロック信号の伝播）
２８伝送線路（バス信号の伝播）
２９伝送線路（バス信号の伝播）
２１０伝送線路（制御信号の伝播）
２１１伝送線路（制御信号の伝播）
３１伝送線路の入力波形
３２伝送線路の出力波形
３３電子部品の０／１閾値
３４伝送線路の電気特性
４１バス信号
４２バス信号
５１タイミング補正後のバス信号
５２タイミング補正後のバス信号
５３バス信号のタイミング補正量
５４バス信号のタイミング補正量
６１電子部品（クロック信号のドライバ）
６２電子部品（バス信号のドライバ）
６３電子部品（バス信号のレシーバ）
６４伝送線路（クロック信号の伝播）
６５伝送線路（クロック信号の伝播）
６６伝送線路（バス信号の伝播）

Claims

解析対象の電気回路の伝送線路解析モデルを生成する手段と、電子部品の電気特性を蓄積する手段と、伝送線路の電気特性を蓄積する手段と、蓄積された電子部品の電気特性と伝送線路の電気特性とから、伝送線路の解析モデルに対して伝送線路のタイミングを補正する手段と、タイミング補正した解析モデルから、伝送線路解析ソフトを用いて伝送線路解析をする手段と、伝送線路解析の結果から、伝送線路の電気特性を抽出する手段とからなる伝送線路解析システム。
電子部品の電気特性は、バス信号を出力するタイミングであり、伝送線路の電気特性は、伝送線路を伝播する制御信号であり、蓄積された電子部品の電気特性と伝送線路の電気特性とから、伝送線路の解析モデルに対して、伝送線路を伝播するバス信号のタイミングを補正することを特徴とする請求項１記載の伝送線路解析システム。