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系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法专利名称：系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法技术领域：本发明涉及的是一种电子技术领域混合网格划分方法，特别涉及的是一种系统级 封装电源完整性设计的混合网格划分方法背景技术：随着电子封装和集成技术的发展，目前已被广泛关注的系统级封装技术可将高速 数字器件、射频/模拟器件、MEMS器件以及光电器件等多种元器件集成在一个封装内，以实 现复杂的系统功能由于多种元器件和功能模块在系统中共同工作，电源完整性问题是系 统级封装设计面临的突出难题例如，当系统级封装中采用同一电源为数字电路和射频/ 模拟电路供电时，电源/地平面将成为主要的噪声耦合源数字电路中的同步开关噪声将 会引发电源配送网络的电压波动，并通过电源/地平面耦合到敏感的射频/模拟电路，影响 其正常工作为了减少同步开关噪声的影响，使得系统在稳定的供电电压下工作，需要在相 当宽的频率范围内将电源配送网络上的输入阻抗和转移阻抗控制在一个较低的水平因 此，在系统级封装的电源完整性设计中，要求准确高效地对电源配送网络进行建模，获取不 同位置处的阻抗特性并对其进行优化设计，以确保电子系统的工作需要近年来，国内外学者针对电源配送网络设计的建模进行了许多研究工作，并取得 了丰富的研究成果，大致可分为以下三类方法。

第一类是全波仿真方法，如有限单元法这 类算法采用三维体网格划分技术，全波求解电磁场问题，计算结果精确，适用范围广，然而 计算效率较低第二类是解析分析方法，如本征模展开法这类算法采用矩形的谐振腔模 型，计算精度很高，但是不适于处理任意形状的电源/地平面结构第三类是集总元件电路 法该方法采用t型或是n型电路单元对平面进行等效，通用性较好，不足之处在于电路网 络过于复杂，元件数目庞大，使得仿真时间和内存占用率都较大因此，目前电源完整性设计、分析方法不能同时兼顾通用性和效率两个方面，需要 发展新的技术以满足系统级封装中任意形状电源/地平面的设计需求发明内容本发明的目的在于实现系统级封装中复杂电源/地平面设计时快速准确地建模 仿真，提出了一种系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法，本发明适用于任意形 状电源/地平面建模，精度和效率满足设计需求本发明是通过以下技术方案实现的本发明包括以下步骤(1)将不规则电源/地平面利用凸划分处理，分解为一系列凸多边形；(2)利用基于矩形网格的递归划分技术获得最优化矩形网格，并在矩形网格的边 长上设置辅助端口，建立端口之间的转移阻抗关系；(3)剩余结构采用三角形网格填充，并对三角形网格进行等效电路建模；(4)在矩形网格和三角形网格的交界处建立端口间的电气关系；3(5)联立总体方程，进行求解。

所述的凸划分处理，步骤为首先确定任意多边形的凹点，然后连接凹点与落入该 点对应特殊区域中的顶点将该凹点消去，从而将原多边形分割成两个子多边形，接下来对 子多边形递归使用该方法，直至消去全部凹点，最终获得若干个凸多边形所述的矩形网格递归划分技术归结为在给定凸多边形P中寻找最大矩形的最优 化问题对于一个给定的凸多边形P，优化目标是f = max (ab)优化条件(x0+0. 5acos a _0. 5bsin a，y0+0. 5asin a +0. 5bcos a ) G P(x0-0. 5acos a _0. 5bsin a，y0_0. 5asin a +0. 5bcos a ) G P(x0-0. 5acos a +0. 5bsin a，y0_0. 5asin a _0. 5bcos a ) G P(x0+0. 5acos a +0. 5bsin a，y0+0. 5asin a _0. 5bcos a ) G Pa ^ 0, b ^ 0,0 ^ a ( 3i其中，优化变量(X(1，y0, a, b, a), (x0, y0)是所求矩形的中心点坐标是所 求矩形的边长；a是一条边与x轴方向夹角；采用序列二次规划的方法求解。

按照所述的递归的方式在凸多边形中不断划分矩形网格，直至满足下述条件，SX3 具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例作详细说明以下实施例在以本发明技术方案为 前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例实施例如图1所示，本实施例实施步骤包括以下五步1.凸划分预处理由于本实施例中的矩形网格划分技术是针对凸多边形结构，因此需要预先对给定 任意形状的电源/地平面进行凸划分处理凸划分步骤为首先确定任意多边形的凹点，然 后连接凹点与落入该点对应特殊区域中的顶点将该凹点消去，从而将原多边形分割成两个 子多边形，接下来对子多边形递归使用该方法，直至消去全部凹点，最终获得若干个凸多边 形该方法的时间复杂度为0(n)，n为原多边形的顶点数如果待建模的电源/地平面原 本就是凸结构，则该步骤省略2、矩形网格划分对于每个凸多边形，采用优化方法确定其中面积最大的矩形，再用递归的方法不 断得到剩余结构的最大矩形，直到满足三角形网格划分的判别条件矩形网格划分的思想是用大尺寸矩形去覆盖电源/地平面上尽可能多的面积，可 归结为在给定凸多边形中寻找最大矩形的最优化问题对于一个给定的凸多边形P，优化目 标是f = max (ab)优化条件(x0+0. 5acos a _0. 5bsin a，y0+0. 5asin a +0. 5bcos a ) G P(x0-0. 5acos a _0. 5bsin a，y0_0. 5asin a +0. 5bcos a ) G P(x0-0. 5acos a +0. 5bsin a，y0_0. 5asin a _0. 5bcos a ) G P(x0+0. 5acos a +0. 5bsin a，y0+0. 5asin a _0. 5bcos a ) G Pa ^ 0, b ^ 0,0 ^ a ( ji其中，优化变量(x^y^hb，a)如图1所示。

X(1，y(1)是所求矩形的中心点坐标； a和b是所求矩形的边长；a是一条边与x轴方向夹角该优化问题可采用序列二次规划 的方法求解每个凸多边形按上述方法求出其内部最大矩形后，按照递归的方式在剩下的区域 继续划分矩形网格，直至满足下述条件，SX3 权利要求一种系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将不规则电源/地平面利用凸划分处理，分解为一系列凸多边形；(2)利用基于矩形网格的递归划分技术获得最优化矩形网格，并在矩形网格的边长上设置辅助端口，建立端口之间的转移阻抗关系；(3)剩余结构采用三角形网格填充，并对三角形网格进行等效电路建模；(4)在矩形网格和三角形网格的交界处建立端口间的电气关系；(5)联立总体方程，进行求解2.根据权利要求1所述的系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法，其特征 是，所述的凸划分处理，步骤为首先确定任意多边形的凹点，然后连接凹点与落入该点对 应特殊区域中的顶点将该凹点消去，从而将原多边形分割成两个子多边形，接下来对子多 边形递归使用该方法，直至消去全部凹点，最终获得若干个凸多边形3.根据权利要求1所述的系统级封装电源完整性设计的温合网格划分方法，其特征 是，所述的矩形网格递归划分技术归结为在给定凸多边形P中寻找最大矩形的最优化问 题对于一个给定的凸多边形P，优化目标是 f = max (ab) 优化条件(x0+0. 5acos α _0. 5bsin α，y0+0. 5asin α +0. 5bcos α ) e P (x0-0. 5acos α _0. 5bsin α，y0-0. 5asin α +0. 5bcos α ) e P (x0-0. 5acos α +0. 5bsin α，y0-0. 5asin α _0. 5bcos α ) e P (x0+0. 5acos α +0. 5bsin α，y0+0. 5asin α _0. 5bcos α ) e P a ^ 0, b ^ 0,0 ^ α ( ji其中，优化变量(Xo，y。

a, b，α),(χ0, y0)是所求矩形的中心点坐标是所求矩 形的边长；α是一条边与χ轴方向夹角； 采用序列二次规划的方法求解4.根据权利要求1所述的系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法，其特征 是，按照所述的递归的方式在凸多边形中不断划分矩形网格，直至满足下述条件，SX3全文摘要一种电子技术领域混合网格划分方法，特别涉及的是一种系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法包括以下步骤(1)将不规则电源/地平面利用凸划分处理，分解为一系列凸多边形；(2)利用基于矩形网格的递归划分技术获得最优化矩形网格，并在矩形网格的边长上设置辅助端口，建立端口之间的转移阻抗关系；(3)剩余结构采用三角形网格填充，并对三角形网格进行等效电路建模；(4)在矩形网格和三角形网格的交界处建立端口间的电气关系；(5)联立总体方程，进行求解本发明提出的混合网格划分技术具有适用范围广，内部节点少，分析精度与效率高等优点。