В зависимости от структуры и размера микропроцессора, его метод моделирования делится наСистемное проектированиеиКонструкция на уровне прибораА.

Дизайн системного уровня также известен как макроскопический дизайн, в частности, вся структура чипа в качестве объекта моделирования, вход, выход, управление для регулярного проектирования. Общие системные методы проектирования включаютМетод моделирования、метод эквивалентных цепей、метод прямого понижения、метод понижения по общим параметрамИ так далее.

1. Моделирование поведения

Моделирование поведения относится к разделению всего микропроцессора на несколько функциональных компонентов для моделирования каждого функционального компонента. Затем сигналы интерфейса обрабатываются с помощью ряда Фурье, что позволяет моделировать весь чип. Этот метод имеет проблемы чрезмерного упрощения и низкой точности. При проектировании сложной системы микроуправления потоком, если упрощенная часть больше, возникнет накопление ошибок, которые не могут реально отражать физические законы.

2. Метод эквивалентных схем

Метод эквивалентных схем, также известный как метод узлового анализа, основан, в частности, на сходстве исследуемого объекта с схемой, математическая модель неэлектрического компонента имитируется физической величиной электрических характеристик, то есть физическая величина изучаемой проблемы выражается в физических параметрах сопротивления, емкости, индуктивности и т. Д. Затем создается « эквивалентная цепь» для решения.

3 Метод прямого понижения

Метод прямого понижения использует метод приближения траектории, метод ортогонального разложения и т. Д. Система дифференциальных уравнений с частными производными, описывающая физические явления чипа, непосредственно обрабатывается понижением порядка, уменьшается до системы обычных дифференциальных уравнений, а затем упрощается до решения системы алгебраических уравнений. Метод прямого понижения позволяет понижать более сложные компоненты, что позволяет получить упрощенную макроскопическую модель. Поскольку обработка нижнего порядка требует отказа от некоторой информации, описывающей физические характеристики внутри чипа, существует некоторое отклонение от реальной модели.

Метод снижения общих параметров

Метод снижения порядка набора общих параметров означает, что на основе статического моделирования результаты моделирования выравниваются полиномиальными кривыми, чтобы получить макроскопию набора общих параметров системы, такую как макроскопия общей массы набора систем, макроскопическая модель полного затухания множества и так далее.

Дизайн на уровне устройства - это дизайн, предназначенный для ключевого звена чипа, изучающего его эволюцию. Конструкция уровня устройства в основном реализуется методом численного моделирования, включая метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод ограниченных объемов, спектральный метод и другие методы численного моделирования.

С помощью вышеуказанных методов можно использовать профессиональное программное обеспечение или программирование для создания модели эволюции работы микропроцессора с потоковым управлением, чтобы продемонстрировать, оценить и оптимизировать конкретную программу. В настоящее время компьютерное проектирование микропроцессоров с потоковым управлением (или MEMS) с использованием профессионального программного обеспечения является основным методом моделирования, в котором программирование в основном применимо к теоретическим механическим исследованиям. Распространенные специализированные программы включают COMSOL Multiphysics (метод конечных элементов), CFD - ACE + (метод конечных объемов), CoventorWare (метод конечных элементов) и т. Д. Такие программы предназначены не только для разработки MEMS, но и для функциональных модулей в других областях исследований. Кроме того, есть программное обеспечение, предназначенное для проектирования микросхем управления потоком, таких как IntelliSuite, MEMS Pro, TannerPro, HFSS и так далее. Из них,ЯntelliSуитОн может использоваться не только для оптимизации конструкции чипа, но и для анализа параметров, системного моделирования, анализа упаковки и других функций.

Конструкция уровня устройства соответствует механике, потоку, теплопередаче и другим физическим законам, высокой точности, но расчет большой, как правило, не может быть достигнуто численное моделирование всей системы. Дизайн системного уровня для микроструйной структуры чипа в целом, является грубым методом гранулирования, описывающим физические законы системы, с относительно низкой точностью, но быстрой вычислительной скоростью. Таким образом, преимущества этих двух методов могут быть объединены, в ключевых частях чипа используется дизайн на уровне устройства, в некритических частях используется системный дизайн, чтобы сформировать макро - микродизайн.

Макро - микродизайнОсновные идеи:

(1) Распределение сложных микросистем управления потоком на простые и сложные.

(2) Для простых геометрических топологических структур, таких как прямые проходы, резервуары и изгибы, которые имеют большие размеры в определенном направлении, аналитическое решение может быть смоделировано с помощью метода разделения переменных или суперпозиции базовых функций.

(3) Для сложных геометрических топологических структур (например, трехмерных хаотических гибридных единиц) используется метод численного моделирования.

(4) Использование методов согласования и дискретизации данных для установления мостов между простыми и сложными единицами. Затем все блоки соединяются мостом таким же образом, и вся система решается с помощью циклических итерационных вычислений.