Spectre Tech Tips: リークパスによる電流ホットスポットの検出

15 Apr 2021 • Less than one minute read

回路設計において、誤った接続が望ましくないリークパスを引き起こし、結果として電流のホットスポットとなる可能性があります。こういった電流のホットスポットはSpectre®のdynamicデザインチェックによって素早く特定することができます。このブログでは、リークパスによる電流ホットスポットの根本原因を特定するために、Spectreデザインチェックの使い方を記載します。

デジタル設計における消費電流

デジタルCMOS設計では、電源の消費電流は一般的にとても小さくなります。なぜなら、デジタル回路が切り替わって初めて消費されるものだからです。切り替わっている間、非常に短時間に、電流はVDDからGNDに向かって流れます。しかしながら、ほとんどの時間では切り替わりは起こりません。そのため、下図のように電流はゼロに近くなります。

デジタル設計における間違った接続は、下図のように連続した大きなリーク電流を引き起こす可能性があります。

Spectreのdynamicデザインチェックは、そういった望ましくないリークパス電流の根本原因を特定する手助けをします。次の図は、致命的なリーク電流パスを赤色にしたミックスシグナルデザインです。

SpectreのDynamicサブサーキット電力チェック

Spectreは、dyn_subcktpwrというdynamicサブサーキット電力チェックを提供しています。その機能は回路のブロック毎の消費電流を大きいものから小さいものに並べてレポートします。間違った回路に対して、大きなリーク電流を流しているブロックを特定するために使うことができます。そのブロックが判明したのち、接続を確認し、修正することができます。

pwr1 dyn_subcktpwr net=dvdd depth=15

SpectreのDynamicリークパスチェック

もしリーク電流の大部分を占めている問題のブロックが小規模ならば、dyn_subcktpwrチェックを実行した後に、その小さなブロックの中の設計の問題を解析し、修正することができます。しかし、もしそのブロックが数百以上の素子を含んだ大規模なブロックであった場合、リーク電流を引き起こした素子を特定することは難しいかもしれません。そのような場合には、dyn_dcpathというSpectreのdynamicリークパスチェックが有効です。このチェックは、パス内のすべての素子を含むリークパスをレポートします。

dcpath1 dyn_dcpath net=[dvdd 0] ith=100u duration=0.1u

まとめ

このブログでは、回路内の望ましくないリークパスの根本原因を特定するため、Spectreのdynamicサブサーキット電力チェックとリークパスチェックの使い方について記載しました。詳細はアプリケーションノート Detecting Leakage Path Current Hotspots with Spectre をご参照ください。

Spectre Tech Tipsについて

Spectre Tech Tipsは、Spectreの機能や可能性を探求することを目的としたブログシリーズです。このシリーズでは、Spectreの有用な機能や改善についての知見を提供することに加えて、Spectreに関連するあらゆることについての知識と経験を共有する、様々なブロガーや専門家の声を届けます。最新のSpectre Tech Tipsの投稿についての通知を受けるには、ページ上部のSubscriptionsフィールドにメールアドレスを入力して、SUBSCRIBE NOWをクリックして下さい。

カスタムIC／ミックスシグナル Blogs 無料定期購読のご案内

新規ブログが公開された際に通知を受け取る方法を、こちらのブログでご案内しています。