Methode zur schnellen Charakterisierung von flächigen Versor-gungssystemen unter Anwendung der Segmentierungsmethode

Abstract:
Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zur schnellen Charakterisierung von flächigen Versorgungssystemen. Dadurch ist es möglich, das Impedanzverhalten schon im Schaltungsentwurfsprozess zu bestimmen und dessen Auswirkung auf das Schaltverhalten des Systems zu untersuchen. Durch die Schnelligkeit des Verfahrens können verschiedene Layoutvarianten berechnet und miteinander verglichen werden, um somit ein optimiertes Layout zu erzielen. Die Effizienz dieses Verfahrens wird dadurch erzielt, dass die Versorgungsfläche in Teilstrukturen zerlegt wird, dessen „Charakteristische Impedanzen“ analytisch bestimmt werden können. Sind alle Teilflächen berechnet, so kann die Gesamtimpedanz der Versorgungsfläche durch einfache Matrixoperationen bestimmt werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann die Rechenzeit von einigen 10 Stunden (3D-Feldlöser) auf wenige Minuten reduziert werden. Des Weiteren können beliebige RLC-Kombinationen an vorher definierte bzw. durch das System vergebene Ports angeschlossen werden um dessen Auswirkungen auf das Impedanzverhalten zu analysieren. Dabei ist, im Gegensatz zum 3D-Feldlöser, keine Neuberechnung der Struktur notwendig. Werden RLC-Kombinationen richtig dimensioniert und an geeigneten Stellen platziert, so lassen sich einzelne Resonanzen deutlich bedämpften. Zur Verifikation des Verfahrens wurden sowohl Vergleichssimulationen mit CST uWave Studio, RLC-Gittermodellierung mit HSPICE als auch Vergleichsmessungen vorgenommen. Die Vergleichsmessungen zeigen, dass das Verfahren eine sehr gute Übereinstimmung zeigt.