[发明专利]一种针对电路仿真中电路稀疏矩阵的快速LU分解方法

摘要

一种针对电路仿真中电路稀疏矩阵的快速LU分解方法，属于EDA技术领域。本发明所述方法包括：符号分析和LU分解计算；其中，所述符号分析是对预处理后的矩阵进行分析预测出该矩阵在完成LU分解后的矩阵L和U的各列非零元结构；所述LU分解计算是基于所述符号分析得出的矩阵L和U的非零元结构，依次对矩阵的各列进行数值求解和数值分配处理，得出LU分解后的矩阵L和矩阵U。本发明的特征在于，将符号分析从LU分解循环中分离出来，在电路仿真过程中可将符号分析放在牛顿-拉夫逊迭代的循环外执行，只执行一次符号分析，能有效降低电路仿真的复杂度，提高LU分解的速度，进而加速整个电路仿真的速度。

主权项

一种针对电路仿真中电路稀疏矩阵的快速LU分解方法，其特征在于，是在计算机中按以下的步骤实现的：步骤(1)，输入要解析的电路的网单，步骤(2)，建立n×n的电路稀疏矩阵，包括rajat05，rajat19，add20，circuit_1，circuit_2，add32，meg4，rajat03，coupled，circuit_3，onetone2，ckt11752_dc_1，circuit_4，ASIC_100k，ASIC_100ks，dc1，trans4，G2_circuit，transient，ASIC_320ks，ASIC_680k，ASIC_680ks在内的任何电路稀疏矩阵，步骤(3)，选择对角块模式和非对角块模式中的任何一种模式，对步骤(2)中所建立的电路稀疏矩阵进行预处理，得到预处理之后的电路稀疏矩阵A，步骤(4)，根据John R.Gilbert和Timothy Peierls提出的非零元符号分析方法，对步骤(3)得到的所述n×n的电路稀疏矩阵A从第1列到第n列依次完成对所述电路稀疏矩阵A的下三角矩阵L和上三角矩阵U的n列内的非零结构的计算，步骤(5)，按照设定的瞬态仿真迭代次数，依次按以下步骤进行牛顿‑拉夫逊迭代：步骤(5.1)，按John R.Gilbert和Timothy Peierls提出的数值计算方法，根据步骤(4)得到的所述非零结构，对步骤(3)得到的电路稀疏矩阵A进行LU数值分解和数值分配，A＝LU，获得三角方程，Ly＝b和Ux＝y，x和b是电路线性方程组中的n维列向量，y是求解过程中的n维列向量，步骤(5.2)，解步骤(5.1)得到的三角方程Ly＝b和Ux＝y，并判断解是否收敛：若：不收敛，则按照杨华中在《电子电路的计算机辅助分析与设计方法》中介绍的方法，更新电路中的器件模型参数并根据更新后的器件模型参数更新所述电路稀疏矩阵A的元素数值，返回步骤(5.1)，若：已经收敛，则执行步骤(6)，步骤(6)，判断瞬态仿真是否结束：若：尚未结束，则计算下一个时间节点，重新依次更新器件模型和矩阵A的元素数值，返回步骤(5.1)，若：已结束，则打印解的信息，结束。