多電源LSIのLECCS-coreモデルにおけるグラウンド接続モデルに関する検討

齊藤義行; 安原昌克; 馬淵雄一; 松嶋徹; 久門尚史; 和田修己

文献

J-GLOBAL ID：201002254986609983 整理番号：10A1153138

多電源LSIのLECCS-coreモデルにおけるグラウンド接続モデルに関する検討

Linear Equivalent Circuit and Current Sources Model Including Separation Resistances in the Ground Connection for Multiple Power-Supply Pin LSI

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著者 (6件)： , , , , ,
資料名：
巻： 130 号： 11 ページ： 1897-1906 (J-STAGE) 発行年： 2010年
JST資料番号： S0810A ISSN： 0385-4221 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

LSIに集積されるトランジスタ数が飛躍的に増大し,そのスイッチング動作に起因する高周波電流が増大してきている結果,EMIが大きな問題となっている。現在,このEMI問題を引き起す電源系高周波電流を機器設計段階でシミュレーションするため,LSIの電源・グラウンド電流の振る舞いを表すEMCマクロモデルの開発・規格化が行われている。これに対し,著者らは,EMCマクロモデルの一つとして,LSI内部を線形等価回路と等価内部電流源で表す電源系デバイスモデルを開発しており,これをLECSS(Linear Equivalent Circuit and Current Source)モデルと呼んでいる。LECCSモデルは線形素子のみで構成されるため,SPICEモデルなどの非線形素子を含むモデルに比べ,電源系高周波電流を高速に解析することが可能という特徴を持つ。本論文では,このモデルを用いて,3種類の電源端子を備えているがグラウンド端子が共通となっているマイクロコントローラ(H8/3694F)を対象として,Symbolic Analysisと最小二乗パラメータ最適化を用いたモデル構築手法を適用して等価回路モデルを構築した。その結果,等価回路により駆動点インピーダンス.伝達インピーダンスともに500MHz程度まで再現できることを確認した。また,等価内部電流源を見積もることにより,アナログ部の内部電源を改善することができた。さらに,同じ構成の他のマイクロコントローラに適用してモデル化が可能なことを示し,本手法の汎用性の高さを確かめた。

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雑音一般 , CAD,CAM , 半導体集積回路

引用文献 (15件)：

(1) S. B. Dhia, M. Ramdani, and E. Sicard (Editors): “Electromagnetic Compatibility of Integrated Circuits”, Chap. 5, Springer, NewYork (2006)
(2) IEC 62433-2 Ed. 1.0, EMC IC modelling - Part 2: Models of integrated circuits for EMI behavioural simulation - Conducted emissions modelling (ICEM-CE) (Oct. 2008)
(3) K. Takayama, T. Kinoshita, T. Matsuishi, S. Matsunaga, Wang Zhi Liang, Y. Toyota, O. Wada, R. Koga, Y. Fukumoto, and O. Shibata: “A Simulation Method for EM Radiation from Power/Ground Plane of PCB by Using a Power Current Model”, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Vol. J86-B, No. 2, pp. 226-235 (2003) (in Japanese)
高山惠介・木下智博・松石拓也・松永茂樹・王志良・豊田啓孝・和田修己・古賀隆治・福本幸弘・柴田修:「LSIの電源端子電流モデルのEMIシミュレーションへの適用」,信学論(B),Vol. J86-B, No. 2, pp. 226-235 (2003)
(4) T. Toyota, Y. Minamisawa, K. Nakamura, O. Wada, Y. Toyota, and R. Koga: “Expansion of EMC Macro-model (LECCS) to Multiple Power-supply Pin LSI”, IEICE technical report. Electromagnetic compatibility Vol. 103, No. 488, pp. 41-46 (2003) (in Japanese)

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