[發(fā)明專利]基于譜圖稀疏化的芯片內(nèi)超大規(guī)模供電網(wǎng)絡(luò)并行仿真方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111251664.1 | 申請日： | 2021-10-26 |
| 公開（公告）號： | CN114004186A | 公開（公告）日： | 2022-02-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 喻文健;劉志強 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/367 | 分類號： | G06F30/367;G06F30/327;G06F17/16;G06F16/901 |
| 代理公司： | 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 張娜 |
| 地址： | 10008*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 稀疏 芯片 超大規(guī)模 供電 網(wǎng)絡(luò) 并行 仿真 方法 | ||
1.一種基于譜圖稀疏化的超大規(guī)模供電網(wǎng)絡(luò)并行仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：
讀取供電網(wǎng)絡(luò)的SPICE網(wǎng)表，建立所述SPICE網(wǎng)表對應(yīng)的拉普拉斯矩陣和帶權(quán)無向圖，以及右端項；
對所述帶權(quán)無向圖運行并行譜圖稀疏化算法，得到稀疏子圖以及所述稀疏子圖對應(yīng)的拉普拉斯矩陣；
使用區(qū)域分解法對所述稀疏子圖對應(yīng)的拉普拉斯矩陣進行分解得到整體舒爾補矩陣；
設(shè)定收斂閾值，基于所述整體舒爾補矩陣和所述收斂閾值運行預(yù)條件共軛梯度法求解所述SPICE網(wǎng)表對應(yīng)的拉普拉斯矩陣為系數(shù)矩陣的供電網(wǎng)絡(luò)線性方程組，得到節(jié)點電壓等供電網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用區(qū)域分解法對所述稀疏子圖對應(yīng)的拉普拉斯矩陣進行分解得到整體舒爾補矩陣，包括：
對所述稀疏子圖進行圖分割，劃分為多個子區(qū)域，將每個子區(qū)域中的節(jié)點區(qū)分為內(nèi)部節(jié)點和邊界節(jié)點，對所述稀疏子圖對應(yīng)的拉普拉斯矩陣做重排序；
根據(jù)所述稀疏子圖的節(jié)點排序關(guān)系對所述SPICE網(wǎng)表對應(yīng)的拉普拉斯矩陣進行重排序；
對每個子區(qū)域的矩陣做Cholesky分解得到每個子區(qū)域的分解矩陣，并計算子區(qū)域舒爾補矩陣以及所述整體舒爾補矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述稀疏子圖對應(yīng)的拉普拉斯矩陣做重排序后的矩陣格式為：
其中，m為子區(qū)域個數(shù)，Ai對應(yīng)第i個子區(qū)域的內(nèi)部節(jié)點，Ci對應(yīng)第i個子區(qū)域的邊界節(jié)點，Ei代表第i個子區(qū)域中內(nèi)部節(jié)點和邊界節(jié)點的連接，F(xiàn)i，j代表第i個子區(qū)域和第j個子區(qū)域邊界節(jié)點間的連接，O代表零矩陣塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對每個子區(qū)域的矩陣做Cholesky分解得到每個子區(qū)域的分解矩陣，并計算子區(qū)域舒爾補矩陣以及所述整體舒爾補矩陣，包括：
對每個子區(qū)域i的矩陣做Cholesky分解得到所述分解矩陣：
其中，Pi為重排序方法對應(yīng)的排列陣；
根據(jù)所述分解矩陣計算所述子區(qū)域舒爾補矩陣：
計算整體舒爾補矩陣S：
對所述整體舒爾補矩陣做Cholesky分解。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述供電網(wǎng)絡(luò)線性方程組為：
其中，xi為第i個子區(qū)域內(nèi)部節(jié)點電壓向量，yi為第i個子區(qū)域邊界節(jié)點電壓向量，fi為第i個子區(qū)域內(nèi)部節(jié)點所連的電流源組成的向量，gi為第i個子區(qū)域邊界節(jié)點所連的電流源組成的向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述整體舒爾補矩陣和所述收斂閾值運行預(yù)條件共軛梯度法求解所述SPICE網(wǎng)表對應(yīng)的拉普拉斯矩陣為系數(shù)矩陣的供電網(wǎng)絡(luò)線性方程組，得到節(jié)點電壓等供電網(wǎng)絡(luò)仿真結(jié)果，包括：
對每個子區(qū)域i，利用矩陣Ai的Cholesky分解結(jié)果，計算
利用所述整體舒爾補矩陣S的Cholesky分解結(jié)果，求解整體舒爾補矩陣方程，得到邊界節(jié)點對應(yīng)的未知數(shù)的值y＝{yi}，
Sy＝b
其中，b＝{bi}；
對每個子區(qū)域i，利用矩陣Ai的Cholesky分解結(jié)果，求解Aixi＝fi-Eiyi。
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