对系统进行模拟的方法及相关的电子装置与流程

1.本发明涉及对系统进行模拟的方法。


背景技术：

2.在目前的包括印刷电路板、封装以及芯片的系统的设计中，如果要判断系统的压降(voltage drop)是否符合规格，则需要在系统设计的中后期才能够有完整的数据，即才有完整的芯片电源相关模型、封装设计以及印刷电路板设计，以供进行模拟。然而，如果模拟结果指出系统设计无法达到目标，则需要花费更多时间来重启设计，增加了设计者的负担。


技术实现要素：

3.因此，本发明提出了一种系统模拟方法，其可以在芯片电源开发初期就通过简单的模拟方式来评估系统的电源供应网络(power delivery network，pdn)或者压降，以判断所规划的印刷电路板、封装以及芯片电源模型是否符合标准，以解决现有技术中所述的问题。
4.在本发明的实施例中，公开了一种电子装置，其包括存储元件以及处理器。该存储元件包括程序代码以及数据库，其中该数据库包括多种印刷电路板及封装的组合以及多个通道模型。该处理器耦接至该存储元件，用于执行该程序代码以进行以下操作：从该数据库中获取该多种印刷电路板及封装的组合中的第一组合；从该数据库中获取该多个通道模型中的第一通道模型，其中该第一通道模型根据该第一组合所产生；确定第一晶粒信息；以及根据该第一通道模型以及该第一晶粒信息来进行模拟，以产生系统的电源供应网络的特性以及压降。
5.在本发明的实施例中，公开了一种对系统进行模拟的方法，其包括以下步骤：从数据库中获取多种印刷电路板及封装的组合中的第一组合；从该数据库中获取多个通道模型中的第一通道模型，其中该第一通道模型根据该第一组合所产生；确定第一晶粒信息；以及根据该第一通道模型以及该第一晶粒信息来进行模拟，以产生该系统的电源供应网络的特性以及压降。
附图说明
6.图1为根据本发明实施例的电子装置的示意图。
7.图2为系统模拟的流程图。
8.图3为模拟产生电源供应网络的特性的示意图。
9.图4为模拟产生系统压降的示意图。
具体实施方式
10.图1为根据本发明一实施例的电子装置100的示意图，其中电子装置100用来在芯
片开发初期模拟系统的电源相关表现，该系统包括印刷电路板以及制作于印刷电路板上的封装(芯片封装)以及晶粒(die)，且电子装置100可以是桌上型电脑、笔记型电脑、或者任何可以对系统进行模拟的电子装置。如图1所示，电子装置100包括处理器110以及存储元件120，其中存储元件120可以是任何的非易失性存储元件，且存储元件120至少存储程序代码122以及数据库124。在本实施例中，数据库124包括过去在系统设计上的相关内容与模拟结果，详细来说，数据库124可以包括各种不同的电源形式，例如核心电源(core power)、输入输出端电源(io power)、中央处理器等等；数据库124可包括各种印刷电路板、封装与电容的组合；数据库124可包括不同的通道模型，其中通道模型为在一种系统中电源传输路径的特征，例如在各种印刷电路板、封装与电容的组合的情形下，电源传输路径的阻抗与频率的关系；数据库124可包括晶粒内电阻与电容信息，其中晶粒内电阻与电容信息可以是使用晶粒内部的等效电路模型，例如晶粒内部的等效电路的电阻值与电容值，所模拟产生的阻抗与频率的关系；数据库124也可包括晶粒的电流特征(current profile)。
11.在电子装置100的操作中，处理器110从存储元件120中读取程序代码122，并执行程序代码122以开始进行系统模拟，其中系统模拟的流程请同时参考图2。在图2的系统模拟流程中，在步骤200，流程开始，且处理器110已成功执行程序代码122，且在电子装置100的显示元件上显示相关的使用者界面。在步骤202，使用者通过使用者界面以从数据库124选择一种电源形式。在步骤204，使用者通过使用者界面以从数据库中选择一种印刷电路板、封装与电容的组合，其中使用者可以根据目前所需要设计/规划的晶粒、印刷电路板与封装以从数据库124中选择在整体设计上较接近的一种印刷电路板、封装与电容的组合。在步骤206，使用者选择一种通道模型，其中所选择的通道模型可以是基于步骤204所选择的印刷电路板、封装与电容的组合所产生的，且通道模型可以包括等效电阻-电感、用来表示电路在不同频率下的行为的s参数、集成电路用模拟程序(simulation program with integrated circuit emphasis，spice)模型、或者任何可以表示印刷电路板、封装与电容的组合的阻抗与频率的关系的信息。在步骤208中，使用者通过使用者界面以确定晶粒信息，其中晶粒信息可以包括晶粒内电阻与电容信息，且可以由使用者根据实际设计来进行数据输入、或者从数据库124中选择较接近的晶粒内电阻与电容信息；另一方面，晶粒信息也可包括电流特征，其中电流特征可以由使用者根据实际设计来进行数据输入、或者从数据库124中选择较接近的电流特征。
12.在步骤210，处理器110根据使用者在步骤204、206、208所选择的印刷电路板、封装与电容的组合、通道模型、晶粒内电阻与电容信息及电流特征来进行模拟计算，以得到电源供应网络的特性以及系统压降。具体来说，参考图3所示，通道模型可以是由印刷电路板及封装的等效电阻与电感来产生的阻抗与频率的关系，而晶粒内电阻与电容信息可以表示为阻抗与频率的关系，而处理器110可以据此产生电源供应网络的特性。此外，参考图4，电流特征可以是电流与时间的关系，而处理器110可以根据通道模型、晶粒内电阻及电容信息以及电流特征来得到系统的电压波形，而通过计算输入电压值(例如，图4的上方虚线)与电压波形的最小值的差异便可以得到系统的压降。
13.在步骤212，处理器110判断系统的电源供应网络的特性以及压降是否达到目标，即是否符合预期的标准，若是，流程进入步骤214；若否，流程回到步骤204、206或208以调整另一种印刷电路板、封装与电容的组合、选择另一种通道模型、或确定另一晶粒内电阻与电
容信息、或另一种电流特征后，再次在步骤210进行模拟。具体来说，可以选择另一种通道模型后与目前所使用的晶粒信息来进行模拟来产生电源供应网络的特性以及压降，其中另一种通道模型可以通过使用者修改、或者从数据库124中选择对应于另一种印刷电路板、封装与电容的组合的通道模型；或者可以选择另一晶粒信息来与目前所使用的通道模型进行模拟来产生电源供应网络的特性以及压降。
14.在步骤214，模拟结束，使用者可以确认步骤204所选择的印刷电路板、封装与电容的组合是可行的设计，且步骤208中所确定的晶粒内电阻与电容信息及电流特征可以达到目标。
15.简要归纳本发明，在本发明的系统模拟方法中，通过在数据库中建立过去在系统设计上的相关内容与模拟结果，可以让设计者在电源开发初期且相关的印刷电路板与封装尚未完成完整设计之前，就通过简单的模拟方式来评估系统的电源供应网络的特性或者压降，以判断所选用的印刷电路板、封装以及晶粒模型是否符合标准。通过本发明，可以让芯片电源开发初期就可以得知适合的印刷电路板及封装及相关的电源供应网络的特性或者压降，以降低后续整体系统设计上的负担。
16.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
17.附图标记
18.100:电子装置
19.110:处理器
20.120:存储元件
21.122:程序代码
22.124:数据库
23.200～214:步骤

技术特征：
1.一种电子装置，包括：存储元件，包括程序代码以及数据库，其中所述数据库包括多种印刷电路板及封装的组合以及多个通道模型；处理器，耦接至所述存储元件，用于执行所述程序代码以进行以下操作：从所述数据库中获取所述多种印刷电路板及封装的组合中的第一组合；从所述数据库中获取所述多个通道模型中的第一通道模型，其中所述第一通道模型根据所述第一组合所产生；确定第一晶粒信息；以及根据所述第一通道模型以及所述第一晶粒信息来进行模拟，以产生系统的电源供应网络的特性以及压降。2.如权利要求1所述的电子装置，其中所述第一晶粒信息包括晶粒内电阻与电容信息以及电流特征。3.如权利要求1所述的电子装置，其中所述第一通道模型包括等效电阻-电感模型、用来表示所述第一组合在不同频率下的行为的s参数、或者集成电路用模拟程序模型。4.如权利要求1所述的电子装置，其中所述处理器执行所述程序代码以另外进行以下操作：判断所述电源供应网络的特性以及所述压降是否符合标准；如果所述电源供应网络的特性以及所述压降不符合标准，产生不同于所述第一通道模型的第二通道模型；以及根据所述第二通道模型以及所述第一晶粒信息来进行模拟，以产生所述系统的所述电源供应网络的特性以及所述压降。5.如权利要求1所述的电子装置，其中所述处理器执行所述程序代码以另外进行以下操作：判断所述电源供应网络的特性以及所述压降是否符合标准；如果所述电源供应网络的特性以及所述压降不符合标准，从所述数据库中获取所述多种印刷电路板及封装的组合中的第二组合；从所述数据库中获取所述多个通道模型中的第二通道模型，其中所述第二通道模型根据所述第二组合所产生；以及根据所述第二通道模型以及所述第一晶粒信息来进行模拟，以产生所述系统的所述电源供应网络的特性以及所述压降。6.如权利要求1所述的电子装置，其中所述处理器执行所述程序代码以另外进行以下操作：判断所述电源供应网络的特性以及所述压降是否符合标准；如果所述电源供应网络的特性以及所述压降不符合标准，确定第二晶粒信息；以及根据所述第一通道模型以及所述第二晶粒信息来进行模拟，以产生所述系统的所述电源供应网络的特性以及所述压降。7.一种对系统进行模拟的方法，包括：从数据库中获取多种印刷电路板及封装的组合中的第一组合；从所述数据库中获取多个通道模型中的第一通道模型，其中所述第一通道模型根据所
述第一组合所产生；确定第一晶粒信息；以及根据所述第一通道模型以及所述第一晶粒信息来进行模拟，以产生所述系统的电源供应网络的特性以及压降。8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一晶粒信息包括晶粒内电阻与电容信息以及电流特征。9.如权利要求7所述的方法，其中所述第一通道模型包括等效电阻-电感模型、用来表示所述第一组合在不同频率下的行为的s参数、或者集成电路用模拟程序模型。10.如权利要求7所述的方法，还包括：判断所述电源供应网络的特性以及所述压降是否符合标准；如果所述电源供应网络的特性以及所述压降不符合标准，产生不同于所述第一通道模型的第二通道模型；以及根据所述第二通道模型以及所述第一晶粒信息来进行模拟，以产生所述系统的所述电源供应网络的特性以及所述压降。

技术总结
本发明公开了一种电子装置，其包括存储元件以及处理器。该存储元件包括程序代码以及数据库，其中该数据库包括多种印刷电路板及封装的组合以及多个通道模型。该处理器耦接至该存储元件，用于执行该程序代码以进行以下操作：从该数据库中获取该多种印刷电路板及封装的组合中的第一组合；从该数据库中获取该多个通道模型中的第一通道模型，其中该第一通道模型根据该第一组合所产生；确定第一晶粒信息；以及根据该第一通道模型以及该第一晶粒信息来进行模拟，以产生系统的电源供应网络的特性以及压降。及压降。及压降。


技术研发人员：王世宏 杜佳霖 吴亭莹
受保护的技术使用者：瑞昱半导体股份有限公司
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2023/8/28