[发明专利]一种检查模型矩阵的方法

说明书

一种检查模型矩阵的方法，包括以下步骤：进行电路仿真，收集迭代困难的节点；根据电路网络拓扑查找收敛困难的节点上连接的器件；对查找到的器件进行矩阵检查；给出检测结果信息。本发明检查模型矩阵的方法，利用包括向前差分检查、中心差分检查和理查德森外推检查的矩阵检查在集成电路仿真过程中对器件模型雅可比矩阵元素的正确性进行检查判断并给出错误定位，即动态检查线性方程组的雅可比矩阵和右端项是否匹配，从而确保求解的正确性，提高仿真效率。

技术领域

本发明涉及集成电路仿真软件领域。特别涉及一种检查模型矩阵的方法。

背景技术

随着集成电路产业的发展，电子电路规模越来越大，对电路仿真软件的仿真速度和仿真精度的要求也越来越高。电路仿真软件主要是模拟电路结构，把物理问题转化成数学问题，建立相关模型和方程组并利用计算机进行分析计算求得方程组的解来模拟电路特性。在电路仿真过程中准确的求解非线性方程组是保证仿真结果正确性的关键因素。最常用的求解非线性方程组的方法是牛顿迭代法，在迭代过程中将求解非线性方程组问题转变成求解线性方程组的问题。求解线性方程组主要依赖雅可比矩阵和对应的右端项。如果雅可比矩阵与右端项不匹配，牛顿迭代会收敛困难，迭代次数增加，严重的会导致收敛后的解结果错误或者不收敛，最终导致仿真失败。所以雅可比矩阵的正确性非常重要。

为了保证雅可比矩阵的正确性，本发明提出了一种动态快速自动检查方法。本方法在电路仿真过程中能自动检查器件模型的雅可比矩阵的正确性，自动报告检查结果，定位不正确的雅可比矩阵元素位置，便于及时修正雅可比矩阵元素，为提高方程组求解的精度和效率提供保障。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种检查模型矩阵的方法，在集成电路仿真过程中对器件模型雅可比矩阵元素的正确性进行检查判断并给出错误定位，即动态检查线性方程组的雅可比矩阵和右端项是否匹配，从而确保求解的正确性，提高仿真效率。

为实现上述目的，本发明提供的检查模型矩阵的方法，包括以下步骤：

1）进行电路仿真，收集迭代困难的节点；

2）根据电路网络拓扑找到收敛困难的节点上连接的器件；

3）对查找到的器件进行矩阵检查；

4）给出检测结果信息。

进一步的，所述步骤1），进一步包括：

如果迭代结果是解不收敛，则将节点按照电压差排序；

如果迭代结果是右端项不收敛，按照右端项排序；

将排在前X位的节点作为需要检查的节点；

其中，X为正整数。

进一步的，所述矩阵检查，包括向前差分检查、中心差分检查和理查德森外推检查。

进一步的，所述向前差分检查包括以下步骤：

计算出电导的数值解：首先计算出当前迭代步的支路电压降与前一迭代步的支路电压降的差del_v，再用当前迭代步的支路电流与前一迭代步的支路电流之差除以del_v，得到电导的数值解con_value；

计算出电容的数值解：首先计算出当前迭代步的支路电压降与前一迭代步的支路电压降的差del_v，再用当前迭代步的支路电荷与前一迭代步的支路电荷之差除以del_v，得到电容的数值解cap_value；

检查电导正确性：将电导的数值解con_value与器件雅可比矩阵中的对应电导进行比较，二者的差con_del如果超出了允许的容差tol就做标记；

检查电容正确性：将电容的数值解cap_value与器件雅可比矩阵中的对应电容进行比较，二者的差cap_del如果超出了允许的容差tol就做标记；