Введение. В отчете по научно-исследовательской работе «Разработка моделей

В отчете по научно-исследовательской работе «Разработка моделей, методов и программных средств для автоматизированного проектирования СВЧ монолитных интегральных схем (МИС), выполняемых по отечественной технологии» [1] рассматривается методика автоматизированного проектирования СВЧ МИС на основе преобразования моделей.

Распространенный подход к проектированию СВЧ МИС состоит в следующем. Вначале выбирается или синтезируется первоначальная цепь на идеальных элементах. Затем по электрическим параметрам идеальных элементов определяются конструктивные параметры (обычно геометрические размеры) соответствующих монолитных интегральных элементов (МИ-элементов). Идеальные элементы в цепи заменяются сложными моделями МИ-элементов (например, в виде эквивалентных схем или электромагнитных моделей). После этого с целью обеспечения требуемых характеристик проводится оптимизация результирующей цепи в пространстве конструктивных параметров МИ-элементов.

Предлагаемая схема процесса автоматизированного проектирования МИС представлена на рис. 1. Вначале по требованиям к МИС выбирается или генерируется исходная цепь на идеальных пассивных элементах (цепь может включать также активные элементы, описываемые S-параметрами или эквивалентными схемами). Далее по идеальной цепи строится МИ-цепь, при этом каждый идеальный пассивный элемент заменяется моделью соответствующего МИ-элемента, учитывающей потери и паразитные явления. По известным электрическим параметрам идеальных элементов осуществляется автоматический расчет геометрических размеров МИ-элементов, эти размеры служат параметрами моделей МИ-элементов. Таким образом, параметры моделей элементов МИ-цепи оказываются связанными с величинами элементов идеальной цепи.

Кроме моделей МИ-элементов, МИ-цепь содержит также элементы, предназначенные для соединения компонентов МИС между собой, с точками входа, выхода и “землей” – например, отрезки линий передачи, тройники, заземляющие отверстия и др., которые описываются своими моделями. Для удобства идеальную цепь будем называть схемой-прототипом, а полученную путем преобразования идеальной цепи МИ-цепь – схемой, ассоциированной с идеальной цепью.

Рисунок 1- Предлагаемая схема процесса оптимизации и синтеза МИС

После преобразования выполняется моделирование ассоциированной МИ-цепи и производится оценка ее характеристик. Если характеристики не удовлетворяют предъявляемым требованиям, то далее в итерационном цикле выполняются следующие действия:

при оптимизации – изменяются значения элементов идеальной цепи-прототипа;

при структурном синтезе – выбирается (генерируется) новая структура идеальной цепи – прототипа и значения ее элементов.

Реализация предложенной схемы процесса проектирования МИС требует многократного повторения процедур перехода от идеальной цепи-прототипа к МИ-цепи и моделирования МИ-цепи. Поэтому необходимо применение быстродействующих (и достаточно точных) моделей пассивных элементов МИС, а также разработка быстрых алгоритмов автоматического перехода от идеальных элементов к МИ-элементам. Последняя операция включает в себя:

расчет геометрических размеров МИ-элементов по электрическим параметрам идеальных элементов;

представление МИ-элементов точными моделями, параметрами которых служат найденные геометрически размеры.

Целью работы является разработка программы, которая позволит быстро и автоматически переходить от моделей идеальных элементов к моделям МИ-элементов. Таким образом, разработка этой программы является одним из шагов для реализации процедуры «Автоматический переход от идеальной цепи к реальной МИ-цепи с потерями и паразитными явлениями» в схеме на рис 1.

Дата добавления: 2015-07-08