Spectre Tech Tips: ダイナミック電流密度チェック

デバイスと回路の信頼性は、個々のMOSFET デバイスが短時間に消費する電力と、発生する熱の量に大きく依存しています。信頼性と寿命を向上するために、回路設計者はデザイン内のデバイスの消費電力を最適化する必要があります。Spectre 21.1 ISR10以降では、電力密度が大きいMOSFETデバイスを検出するための、新しい過渡ベースの手法がシミュレータによって提供されます。

この動的なデザインチェックは dynamic power density check と呼ばれます。このチェックの詳細について、以下に説明します。

次のMOSFET X1.mp1の過渡解析期間中の電力波形 (緑) について考えます:

dynamic power density checkでは、sliding windowアプローチを使用してMOSFETの平均電力密度が最大になる時間枠を特定します。

5n から 20n までの時間枠(下図の灰色の領域)でチェックを実行したいとします。これは、time_window パラメータで設定できます。このパラメータはオプションで、デフォルト値は過渡解析の開始から終了までの時間です。

次に、平均電力を計算する測定区間の幅を指定する必要があります。これは window パラメータで設定できます。それぞれの測定区間を shift パラメータで指定した値だけシフト(またはスライド)させて、複数の測定区間を設けることも可能です。

パラメータを time_window=[5n 20n], window=10n, shift=1n に設定する場合を考えます。その場合、以下に示すように、幅がそれぞれ 10ns の6つの測定区間になります。

それぞれの測定区間は 1ns ずつシフトしていきます。

測定区間1 = [5ns から 15ns]

測定区間2 = [6ns から 16ns]

測定区間3 = [7ns から 17ns]

測定区間4 = [8ns から 18ns]

測定区間5 = [9ns から 19ns]

測定区間6 = [10ns から 20ns]

平均電力は各測定区間で計算され、例えば X1.mp1 の 5ns から 15ns までの平均電力が 20e-6 W で、10ns から 20ns までの平均電力が 50e-6 W のように計算されます。

平均電力の最大値(50e-6 W)と、それに対応した測定期間(10n から 20n)だけがチェックによってレポートされます。

最大平均電力密度は、最大平均電力をMOSFETの幅で割った値になります。

上記のレポートを使用することで、デバイス X1.mp1 の最大平均電力密度が、10n から 20n の時間枠にあるということを知ることができます。

関連リソース

また、ケイデンスのサポートAEに連絡して、ガイドを受けることもできます。ケイデンスの製品とサービスに関する更なる情報をお求めの場合は、www.cadence.com を訪れてください。

Amaninder Saini
Translator: Tomomi Hiraishi

Spectre Tech Tipsについて

Spectre Tech Tipsは、Spectreシミュレーション・プラットフォーム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、このプラットフォーム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。

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