(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211296698.7 (22)申请日 2022.10.17 (71)申请人 西安电子科技大 学 地址 710071 陕西省西安市太白南路2号 (72)发明人 初秀琴　吕雅军　罗玉焕　袁海悦　 王君　 (74)专利代理 机构 陕西电子 工业专利中心 61205 专利代理师 田文英　王品华 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 基于脉冲响应PDN网络电压噪声的PDF预测 方法 (57)摘要 本发明提出了一种基于脉冲响应PDN网络电 压噪声的PDF预测方法， 用于解决根据单个晶体 管的最坏电流对整个电源分配网络电压噪声预 测时结果误差较大和忽略了电源分配网络最坏 电压噪声出现的概率而导致的电源分配网络过 度设计的问题。 实现步骤为： 生成电源分配网络 时域仿真的脉冲响应波形； 生 成脉冲响应波形的 脉冲向量； 计算电源分配网络输入电流的响应电 压向量； 计算响应电压向量对应的概率向量； 预 测电源分配网络的电压噪声以及概率密度分布。 本发明可以高效准确地预测电源分配网络的电 压噪声及其概率密度分布， 可为对PDN网络进行 设计时的电源完整性进行分析提供参 考。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115526013 A 2022.12.27 CN 115526013 A 1.一种基于脉冲响应PDN网络电压噪声的PDF预测方法， 其特征在于， 利用高速电路系 统的整个电源分配网络的脉冲响应， 预测电压噪声， 并同时对电源分配网络的电压噪声概 率密度分布进行 预测； 该方法具体步骤 包括如下： 步骤1， 生成电源分配网络时域仿真的脉冲响应波形： 通过时域仿真器控制电源分配网络进行时域仿真， 在电源分配网络的输出端口得到脉 冲电流的响应电压值， 将所有采样时刻的响应电压值按照时间顺序绘制成脉冲响应波形； 步骤2， 生成脉冲响应波形的脉冲向量： 将脉冲响应波形最后一个采样时刻的电压值作为该脉冲响应波形的稳定电压值， 用脉 冲响应波 形的每个采样时刻的电压值减去 脉冲响应波 形的稳定电压值， 得到脉冲响应波 形 的脉冲向量； 步骤3， 计算电源分配网络 输入电流的响应电压向量： 步骤3.1， 通过压控电流源和时域伪随机位序列电压源控制输入电源分配网络的电流 码型； 步骤3.2， 计算二进制序列的每位码元为 “1”或“0”时电源分配网络对应的响应电压向 量； 步骤4， 计算二进制序列的每位码元为 “1”或“0”时电源分配网络响应电压向量对应的 概率向量； 步骤5， 预测电源分配网络的电压噪声以及概 率密度分布： 步骤5.1， 将电源分配网络的响应电压向量及其对应的概率向量组成电源分配网络的 响应电压概率密度 矩阵ε， 将响应电压概率密度 矩阵ε 的第一行中所有电压值按照电压从小 到大的顺序排列得到电源分配网络的电压噪声向量Vnoise； 步骤5.2， 按照下式， 计算电源分配网络电压噪声向量Vnoise对应的概 率密度分布向量： Pnoise(q)＝(∑ ε(2,x) )/s,当 ε(1,x)＝Vnoise(q)时 其中， Pnoise(q)表示电源 分配网络电压噪声的概率密度分布向量中第q列的概率值， q表 示电源分配网络的电压 噪声向量Vnoise的列序号， q＝1,2,3,...,L， L为电压噪声向量Vnoise 的长度； ε(2,x)表 示响应电压概率密度 矩阵第2行第x列的概率值， x表 示响应电压概率密度 矩阵的列序号， 1≤x≤R， R表 示响应电压概率密度 矩阵的列数； s表 示每个码元的采样点数； ε(1,x)表示响应电压概率密度矩阵第1行第x列的电压值； Vnoise(q)表示电源分配 网络的电 压噪声向量Vnoise第q列的电压值。 2.根据权利 要求1所述的基于脉冲响应PDN网络电压噪声的PDF预测方法， 其特征在于， 步骤1中所述通过时域仿真器控制电源分配网络进行时域仿真指的是， 将电源分配网络的 直流电源电压设置为0V， 在该电源分配网络的输出端口串联一个脉冲电流源， 作为电源分 配网络的负载电路； 脉冲电流源的一端与电源分配网络的输出端口相连， 另一端接地， 则该 脉冲电流源与电源分配网络形成回路； 该脉冲电流源输出的脉冲电流流经电源分配网络后 在电源分配网络的输出端口得到负载电路的负载电压 。 3.根据权利 要求1所述的基于脉冲响应PDN网络电压噪声的PDF预测方法， 其特征在于， 步骤3.1中所述通过压控电流源和时域伪随机位序列电压源控制输入电源分配网络的电流 码型指的是， 将压控电流源和时域伪随机位序列电压源串联后作为负载电流源， 采用与步 骤1相同的连接方式用该负载电流源替换脉冲电流源与电源分配网络相连， 用时域伪随机权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526013 A 2位序列电压源的输出电压控制压控电流源的输出电流， 压控电流源的输出电流控制输入电 源分配网络的电流码型。 4.根据权利 要求1所述的基于脉冲响应PDN网络电压噪声的PDF预测方法， 其特征在于， 步骤3.2中所述计算二进制序列的每位码元为 “1”或“0”时电源分配网络对应的响应电压向 量指的是： 按照下式， 计算当二进制序列的每位码元为 “1”时电源分配网络对应的响应电压向量： V1(k)＝[V1(k‑1)+Vpulse(i),V0(k‑1)+Vpulse(i)] 其中， V1(k)表示当二进制序列第k位码元为 “1”时电源分配网络的响应电压向量， k表示 二进制序列中每个码元的序号， k＝1,2, …,N， N为脉冲响应波形的脉冲向量对应的二进制 序列的长度； V1(k‑1)表示当二进制序列第k ‑1位码元为 “1”时的响应电压向量， V0(k‑1)表示 当二进制序列第k ‑1位码元为 “0”时的响应电压向量， 当k＝1时， V1(k‑1)＝0， V0(k‑1)＝0； Vpulse(i)表示脉冲向量Vpulse中的第i个元 素值， i与k取值相同； 当二进制序列的每位码元为 “0”时， 将V1(k‑1)和V0(k‑1)组成电源 分配网络对应的响应 电压向量。 5.根据权利 要求4所述的基于脉冲响应PDN网络电压噪声的PDF预测方法， 其特征在于， 步骤4中所述二进制序列的每位码元为 “1”或“0”时电源分配网络响应电压向量对应的概率 向量是由下式得到的： p1(m)＝[p1(m‑1)*0.5,p0(m‑1)*0.5] 其中， p1(m)表示当二进制序列中第m位码元为 “1”时电源分配网络的响应电压向量对应 的概率向量， m与k的取值对应相等； p1(m‑1)表示当二进制序列中第m ‑1位码元为“1”时的响 应电压向量对应的概率向量， p0(m‑1)表示当二进制序列中第m ‑1位码元为 “0”时的响应电 压向量对应的概率向量， 当m＝1时， p1(m‑1)＝0.5， p0(m‑1)＝0.5； 当二进制序列的每 位码元 为“0”时， 电源分配网络的响应电压向量对应的概 率向量p0(m)与p1(m)相同。 6.根据权利 要求1所述的基于脉冲响应PDN网络电压噪声的PDF预测方法， 其特征在于， 步骤5.1中所述响应电压概 率密度矩阵ε如下： 其中， ε表示电源分配网络的响应电压概率密度矩阵， Vr1表示当二进制序列的最后一位 值为“1”时电源分配网络的响应电压向量， Vr0表示当二进制序列的最后一位值为 “0”时电 源分配网络的响应电压向量， pr1表示当二进制 序列的最后一位值为 “1”时电源分配网络的 响应电压向量对应的概率向量， pr0表示当二进制 序列的最后一位值为 “0”时电源分配网络 的响应电压向量对应的概 率向量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526013 A 3