[發明專利]一種選取電路仿真中牛頓迭代的初值的方法

有效

• 申請號: 202110334866.6
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113033128B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 程明厚;周振亞;吳大可;李驥;王鵬飛
• 申請（專利權）人: 北京華大九天科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/31
• 分類號: G06F30/31;G06F30/3308
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

一種選取電路仿真中牛頓迭代的初值的方法，包括以下步驟：建立電路中器件的拓撲連接關系；根據所述電路中器件的拓撲連接關系，標記節點屬性；根據所述節點屬性，確定牛頓迭代初值。本發明的選取電路仿真中牛頓迭代的初值的方法，可根據節點屬性可以采取不同的初值預測方法，得到一個更接近真實電壓值的初值，基于這個初值，采用牛頓迭代算法可以得到較好的收斂速度，從而提高整個仿真器的仿真效率。

技術領域

本發明屬于集成電路計算機輔助設計(Integrated Circuit/Computer AidedDesign)領域，尤其是EDA電路仿真技術領域，特別涉及電路仿真中控制仿真精度的方法。

背景技術

電路仿真工具spice是根據電路中的電子元件的連接關系，基于基爾霍夫電流定律建立一套微分方程組，并進行求解的一套仿真工具。在時間尺度上，會根據數值積分方法對原始的微分方程組進行離散，從而得到每個工作點上電路所滿足的非線性方程組。通過Newton-Raphson方法求解該非線性方程組，得到該工作點上電路中每個節點的電壓。Newton-Raphson方法是非常實用且經典的迭代求解方法。通過設置足夠好的初始值，可以保證Newton-Raphson迭代算法快速準確的收斂。

由于電路中集成了各種復雜的電子元器件，每個工作點處要求解的電路方程特性較為復雜，對于常規的Newton-Raphson迭代算法很難保證收斂。但是如果合理的選擇初始值，算法具有非常好的二次收斂性，基本上兩三次迭代就能收斂到滿足用戶要求的精度的工作點電壓。

發明內容

為了解決現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種選取電路仿真中牛頓迭代的初值的方法，合理選擇牛頓迭代的初始值，提高整個仿真器的仿真效率。

為實現上述目的，本發明提供的選取電路仿真中牛頓迭代的初值的方法，包括以下步驟：

建立電路中器件的拓撲連接關系；

根據所述電路中器件的拓撲連接關系，標記節點屬性；

根據所述節點屬性，確定牛頓迭代初值。

進一步的，所述根據所述電路中器件的拓撲連接關系，標記節點屬性的步驟，還包括，根據每個節點在電路中連接的器件的屬性，將所述節點屬性劃分為電壓源節點和普通節點；利用所述電壓源節點或普通節點，標記節點屬性。

進一步的，所述根據所述節點屬性，確定牛頓迭代初值的步驟，還包括，

如果當前節點為電壓源節點，則根據電壓源的屬性計算出當前時刻的電壓源值，作為牛頓迭代初值；

如果當前節點為普通節點，則采用二次插值預測牛頓迭代的初始值。

更進一步的，所述采用二次插值預測牛頓迭代的初始值的步驟，還包括，進行二次插值預測時，選取前面相鄰三個時刻的電壓值進行二次插值，預測得到新的時刻的電壓值，作為新的時刻的牛頓迭代算法的初始值。

為實現上述目的，本發明還提供一種選取電路仿真中牛頓迭代的初值的裝置，包括存儲器和處理器，所述存儲器上儲存有在所述處理器上運行的程序，所述處理器運行所述程序時執行上述的選取電路仿真中牛頓迭代的初值的方法的步驟。

為實現上述目的，本發明還提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機指令，所述計算機指令運行時執行上述的選取電路仿真中牛頓迭代的初值的方法的步驟。

有益效果：本發明根據節點屬性可以采取不同的初值預測方法，這樣就可以得到一個更接近真實電壓值的初值。基于這個初值，采用Newton-Raphson迭代算法，就可以得到較好的收斂速度。從而提高整個仿真器的仿真效率。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。

附圖說明