发明名称 用以改良稀疏矩阵评估性能之方法及装置
摘要 一种装置,用以降低代表电子电路之矩阵的评估时间。使用非阻挡写入技术,将该电路中每一个电路元件之电导值写入相应的模型中。该矩阵以简易记忆体结构代表,其中每一个矩阵结构以一个矩阵元件结构来代表,该矩阵元件结构拥有至少一个指标,指向对该矩阵节点值有贡献之电路元件其所相应之模型结构中内含的电导值。然后处理该矩阵之一组列或行,以独立地计算出最终的矩阵节点值。
申请公布号 TW444169 申请公布日期 2001.07.01
申请号 TW088111948 申请日期 1999.07.26
申请人 安提姆设计系统公司 发明人 汤马士L.廓勒斯;S.比得里曼;徕斯里D.史普瑞
分类号 G06F17/50 主分类号 G06F17/50
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种储存与存取电路模拟系统中矩阵系数之方法,其所包含之步骤:撷取至少对应一个矩阵系数之电导元件;储存每一个电导元件于至少一个组件模型结构中;建立一资料结构,其具有多个节点且每一个节点对应一个矩阵系数,以及具有至少一个与此相关之指标;至少将该资料结构之每个个别节点中之一个指标,参考至储存于该组件模型结构中并对应于该个别节点之矩阵系数之电导元件;以及利用该资料结构中相应之节点来决定矩阵系数。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该决定步骤所包含之步骤:将与对应节点相关之每一个指标解参考,以便获得储存于该组件模型结构中、决定该矩阵系数时所需之电导元件,以及利用获得的电导元件,计算该矩阵系数。3.如申请专利范围第1项之方法,另包含之步骤:连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件。4.如申请专利范围第2项之方法,其包含之步骤:连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件;其中该计算步骤所包含之步骤:藉由加上指出为正的电导元件以及减掉指出为负的电导元件的方式来组合该电导元件,以获得代表该矩阵系数之总电导。5.如申请专利范围第2项之方法,其包含之步骤:连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件;其中该计算步骤所包含之步骤:将该矩阵系数之每一个被指出为正的电导元件相加;将该矩阵系数之每一个被指出为负的电导元件相加;以及将正电导元件的总和减去负电导元件的总和,以制造出该矩阵系数。6.如申请专利范围第3项之方法,其中该连结步骤所包含之步骤:将每一个节点所参考到的电导元件分为两组,一组内含的是正电导元件,一组内含的则是负电导元件。7.如申请专利范围第6项之方法,其中该连结步骤另包含之步骤:维持正与负指示器,该正、负指示器可分别地确认一些由该正电导元件组与该负电导元件组所参考到的电导元件。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该撷取步骤所包含之步骤:评估多组至少有一个物理或数学准则之准则组,以决定出多个方程式,每一个方程式代表该多个物理或数学准则组中之一组其对结果所会有的影响;以及将该多个方程式中每一个方程式之系数提供成为该电导元件。9.如申请专利范围第8项之方法,其中该评估步骤所包含之步骤:评估电子电路中之零件,以决定出可代表(1)该电咱所选节点上之电压或(2)该电路所选节点上之电流之联立方程式。10.一种电路模拟器,用以求出一由多变数数学方程式所表示之物理系统之物理量,该模拟器包含:一具储存媒体之计算机处理单元;一计算机模拟器程式,其所执行之步骤:定义出矩阵之资料结构,其具多个节点,每一个节点对应一个矩阵系数;定义至少一个组件模型结构,以储存被评估系统之物理量的资料元件;识别该资料元件;将该资料元件储存于该至少一个的组件模型结构中;透过该资料结构中该节点之相关指标,参考至该组件模型结构中之资料元件;利用该资料结构中相应节点所参考到之资料元件,将每一个矩阵系数各个地计算出来;以及使用该矩阵系数来模拟电路。11.如申请专利范围第10项之电路模拟器,其中:该识别步骤从输入网列中确认资料元件;以及其中该计算机模拟器程式另执行之步骤:根据该网列中所内含之预定元件,认明至少一个放置于该组件模型结构中之元件,以及认明至少一个放置于该组件模型结构中该节点之资料元件参考。12.如申请专利范围第11项之电路模拟器,其中该认明步骤包含:根据该网列中所内含之预定元件,认明至少一个放置于该组件模型结构中之元件图案,以及认明至少一个放置于该组件模型结构中该节点之资料元件参考图案。13.如申请专利范围第10项之模拟器,其中:该被评估之系统是一电子电路;该物理量是该电子电路中所选节点上之电压或电流;以及该资料元件是电子电路中电子电路组件之电导成份。14.一种用以储存与存取电路模拟中矩阵系数之装置,包含:一输入装置,其被规划可输入对应矩阵系数之输入电导元件;一储存装置,其被规划为可储存至少一个组件模型结构中之一或多个电导元件;一资料结构,其包含多个节点,每个节点对应一个矩阵系数并至少拥有一个指标;一指标参考结构,其被规划为可将该资料结构之每个各个节点相关之指标,参考至相应于该各个节点之矩阵系数并储存于该组件模型结构中之电导元件;以及一存取装置,其被规划为可利用该资料结构之相应节点来存取一或多个之该矩阵系数。15.如申请专利范围第14项之装置,其中该存取装置包含:一解参考机构,其被规划为可将伴随着对应节点之每一个指标予以解参考,为被存取之矩阵系数得到储存于组件模型结构中之电导元件;以及一计算器,其被规划为利用该解参考所得之电导元件,决定出矩阵系数。16.如申请专利范围第15项之装置,其中:该资料结构包含为每一个被指标参考机构所参考到的电导元件所做的正负指示;以及该计算器将每一个被指示为正之电导元件加于被存取之矩阵系数,然后将被存取之矩阵系数减去每一个被指示为负之电导元件;而决定出该矩阵系数。17.如申请专利范围第14项之装置,其中该输入装置透过网列,输入该电导元件。18.一种用以储存与存取电路模拟系统中矩阵系数之装置,包含:用以将对应于至少一个矩阵系数之电导元件撷取出来之装置;用以将该至少一个的组件模型结构中之每一个电导元件予以储存之装置;用以建立一资料结构之装置,该资料结构具多个节点,每一个节点对应一矩阵系数,以及至少具有一个指标;用以参考电导元件之装置,该装置将位于该资料结构之每个各个节点中之指标,参考至储存在该组件模型结构中且相应于该各个节点矩阵系数之电导元件;以及用以决定矩阵系数之装置,该装置利用该资料结构之相应节点,从该至少一个的组件模型结构中决定出矩阵系数。19.如申请专利范围第18项之装置,其中该用以决定之装置包含:用以解参考之装置,该装置将相应节相关之每一个指标予以解参考,以获得用以决定该矩阵系数之储存于该组件模型结构中之电导元件;以及用以计算矩阵系数之装置,该装置利用所获得之电导元件来计算该矩阵系数。20.如申请专利范围第18项之装置,另包含:用以连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件之装置。21.如申请专利范围第19项之装置,另包含:用以连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件之装置;其中该用以计算之装置包含:用以藉由加上指出为正的电导元件以及减掉指出为负的电导元件的方式来组合该电导元件,以获得代表该矩阵系数之总电导之装置。22.如申请专利范围第19项之装置,另包含:以连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件之装置;其中该用以计算之装置包含:用以将该矩阵系数之每一个被指出为正的电导元件相加之装置;用以将该矩阵系数之每一个被指出为负的电导元件相加之装置;用以将正电导元件的总和减去负电导元件的总和,以制造出该矩阵系数之装置。23.如申请专利范围第20项之装置,其中该连结用之装置,另包含:用以将每一个节点所参考到的电导元件分为两组,一组内含正电导元件,另一组内含负电导元件之装置。24.如申请专利范围第23项之装置,其中该连结用之装置,另包含:用以维持正与负指示器之装置,该正、负指示器可分别地确认一些由该正电导元件组与该负电导元件组所参考到的电导元件。25.如申请专利范围第18项之装置,其中该撷取用之装置,包含:用以评估多组至少有一个物理或数学准则之准则组,以决定出多个方程式之装置,其中每一个方程式代表该多个物理或数学准则组中之一组其对结果所会有的影响;以及用以将该多个方程式中每一个方程式之系数提供成为该电导元件之装置。26.如申请专利范围第25项之装置,其中该评估用之装置,包含:用以评估电子电路中之零件,以决定出可代表(1)该电路所选节点电压或(2)该电路所选节点电流之联立方程式之装置。27.一种计算机可读媒体,有计算机指令储存于其中,当指令载入计算机时,可令计算机执行之步骤:将对应于至少一个矩阵系数之电导元件撷取出来;将该至少一个的组件模型结构中之每一个电导元件予以储存;建立一具多个节点以及至少一个相关指标之资料结构,其中每一个节点对应一矩阵系数;将位于该资料结构之每个各个节点中之指标,参考至储存在该组件模型结构中且相应于该各个节点矩阵系数之电导元件;以及利用该资料结构之相应节点,从组件模型结构中决定出矩阵系数。28.如申请专利范围第27项之计算机可读媒体,其中该决定步骤所包含之步骤:将相应节相关之每一个指标予以解参考,以获得用以存取该矩阵系数之储存于该组件模型结构中之电导元件;以及利用所获得之电导元件来计算该矩阵系数。29.如申请专利范围第27项之计算机可读取媒体,其中该储存之计算机指令,致使计算机另执行步骤:连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件。30.如申请专利范围第28项之计算机可读媒体,其包含之步骤:连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件;其中该计算步骤所包含之步骤:藉由加上指出为正的电导元件以及减掉指出为负的电导元件的方式来组合该电导元件,以获得代表该矩阵系数之总电导。31.如申请专利范围第28项之计算机可读媒体,其所包含之步骤:连结至少一个正指示器与一个负指示器至由该资料结构之每一个节点所参考到的每一个电导元件;以及其中该计算步骤所包含之步骤:将该矩阵系数之每一个被指出为正的电导元件相加;将该矩阵系数之每一个被指出为负的电导元件相加;以及将正电导元件的总和减去负电导元件的总和,以制造出该矩阵系数。32.如申请专利范围第29项之计算机可读媒体,其中该连结步骤所包含之步骤:将每一个节点所参考到的电导元件分为两组,一组内含的是正电导元件,一组内含的则是负电导元件。33.如申请专利范围第32项之计算机可读媒体,其中该连结步骤另包含之步骤:维持正与负指示器,该正、负指示器可分别地确认一些由该正电导元件组与该负电导元件组所参考到的电导元件。34.如申请专利范围第27项之计算机可读媒体,其中该撷取步骤所包含之步骤:评估多组至少有一个物理或数学准则之准则组,以决定出多个方程式,每一个方程式代表该多个物理或数学准则组中之一组其对结果所会有的影响;以及将该多个方程式中每一个方程式之系数提供成为该电导元件。35.如申请专利范围第8项之计算机可读媒体,其中该评估步骤所包含之步骤:评估电子电路中之零件,以决定出可代表(1)该电路所选节点上之电压或(2)该电路所选节点上之电流之联立方程式。36.一种储存与存取矩阵系数之方法,其所包含之步骤:撷取至少对应一个矩阵系数之资料元件;储存每一个资料元件于至少一个组件模型结构中;建立一资料结构,其具有多个节点且每一个节点对应一个矩阵系数,以及具有至少一个与此相关之指标;至少将该资料结构之每个个别节点中之一个指标,参考至参考模型,该模型存有该个别节点之矩阵系数所对应之资料元件;以及利用该资料结构中相应之节点,从该至少一个模型之模型中决定出矩阵系数。37.如申请专利范围第36项之方法,其中该决定步骤所包含之步骤:将每一个指标解参考至该至少一个的模型其所内含之资料元件,以便获得该被存取的矩阵系数的资料元件;以及利用所获得的资料元件来计算该矩阵系数。38.如申请专利范围第37项之方法,另包含之步骤:将正与负指示器之一连结至该资料结构之每一个节点中所参考到的每一个资料元件;其中该计算之步骤包含:藉由加上指出为正的资料元件以及减掉指出为负的资料元件的方式来组合该资料元件,以获得代表该矩阵系数之总电导。39.如申请专利范围第1项之方法,另包含之步骤:使用分开的决定程序来计算该矩阵每一节点之矩阵系数,以便该每一矩阵系数之决定步骤执行于(1)该矩阵之每一系列与(2)该矩阵之每一行,二者之一中。40.如申请专利范围第10项之电路模拟器,其中该计算之步骤包含:使用分开的程序来计算(1)该矩阵之每一列与(2)该矩阵之每一行二者之一之每一个矩阵系数。41.如申请专利范围第14项之装置,其中该存取装置包含分开的处理机构,每一个被规划为计算(1)该矩阵之每一列与(2)该矩阵之每一行二者之一之每一个矩阵系数。42.如申请专利范围第27项之计算机可读媒体,其中该储存于其中之指令,另包含之步骤:使用分开的决定程序来为该矩阵之每一个节点,计算矩阵系数,每一个程序执行可决定出(1)该矩阵每一列与(2)该矩阵每一行二者之一之每一个矩阵系数之步骤。43.如申请专利范围第36项之方法,另包含之步骤:使用分开的决定程序来为该矩阵之每一个节点,计算矩阵系数,每一个程序执行可决定出(1)该矩阵每一列与(2)该矩阵每一行二者之一之每一个矩阵系数之步骤。图式简单说明:第一图A是一两电阻电路之电路图;第一图B是一代表第一图A电路之矩阵的图解说明;第二图之流程图说明的是,在单处理器的系统之矩阵求解回圈中,分别发生于各时点之矩阵评估,矩阵载入以矩阵求解;第三图是传统使用于矩阵解答器中之资料结构;第四图之流程图说明的是,多处理器情况下之矩阵求解回圈以及记忆体写入阻塞;第五图之矩阵合并了比绍夫与葛林布格所提之原始的方法,使用总和値以及电导向量来克服写入阻塞的问题;第六图之流程图说明的是,多处理器情况下之没有记忆体写入阻塞问题之矩阵求解回圈;第七图是本发明之反序资料结构以及使用于多处理器情况下之矩阵求解回圈;第八图是本发明之反序模型以及矩阵资料结构;第九图是本发明之复杂矩阵元件结构;第十图A说明出第一图A两电阻电路中之R1,其依据本发明,其位在行N2.列N1与N2之矩阵结构;以及第十图B说明出第一图A两电阻电路中之节点N2,其根据本发明之矩阵资料结构。
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