特開 2016-224729 電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-224729(P2016-224729A)

(43)【公開日】2016年12月28日

(54)【発明の名称】電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/50 20060101AFI20161205BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 612G

   G06F17/50 666V

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-110771(P2015-110771)

(22)【出願日】2015年5月29日

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】加藤 淳史

【テーマコード（参考）】

5B046

【Ｆターム（参考）】

5B046AA08

5B046BA03

5B046JA10

5B046KA05

(57)【要約】

【課題】解析対象の回路のＳパラメータを算出する解析装置において、記憶されるデータ量を抑制する。
【解決手段】解析装置１００は、回路要素のＳパラメータと回路要素の構造を特定する構造データとを対応付けて記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された回路要素の構造データを参照データとして選択する選択手段と、参照データと未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、参照データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、記憶手段に登録する登録手段と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路要素のＳパラメータと回路要素の構造を特定する構造データとを対応付けて記憶する記憶手段と、
解析対象の回路の回路要素のうち、前記記憶手段に記憶されていない未解析の回路要素について電磁界解析を行い、Ｓパラメータを算出し、前記記憶手段に記憶されている解析済の回路要素のＳパラメータを前記記憶手段より読み出す解析手段と、
前記解析手段により求められたＳパラメータを結合して、前記解析対象の回路のＳパラメータを求める結合手段と、
前記記憶手段に記憶された回路要素の構造データを参照データとして選択する選択手段と、
前記参照データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、参照データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、前記記憶手段に登録する登録手段と、
を備える電磁界解析装置。

【請求項2】

前記選択手段は、前記記憶手段に記憶された回路要素の構造データのうちから、一定の基準を満たす類似する構造データを有する回路要素のデータを参照データとして選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁界解析装置。

【請求項3】

前記登録手段は、前記選択手段が一定の基準を満たす類似する構造データが存在しないと判別した場合には、今回解析した回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて前記記憶手段に登録する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電磁界解析装置。

【請求項4】

さらに、解析対象の回路の回路要素について、同一の構造データを有する回路要素が前記記憶手段に記憶されているか否かを判別する判別手段をさらに備え、
前記判別手段は、関連付けデータを含む回路要素データについては、関連付けデータにより特定される参照データに含まれる構造データと、差分データとに基づいて、構造データを求め、求めた構造データに基づいて、前記記憶手段に記憶されているか否かを判別する、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電磁界解析装置。

【請求項5】

インタフェース規格の情報を記憶する第２の記憶手段と、
前記結合手段により算出された前記回路のＳパラメータと前記第２の記憶手段に記憶されたインタフェース規格とを比較し、前記回路のＳパラメータが前記インタフェース規格に適合しているか否かを判断する比較手段と、
を備える請求項１から４の何れか１項に記載の電磁界解析装置。

【請求項6】

前記第２の記憶手段は、外部装置にアクセスするアクセス手段を備え、
前記アクセス手段によりアクセスしてダウンロードしたインタフェース規格の情報を記憶する、
ことを特徴とする請求項５に記載の電磁界解析装置。

【請求項7】

電磁界解析済の回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて蓄積し、
解析対象の回路の回路要素のうち、未解析の回路要素について電磁界解析を行ってＳパラメータを算出し、
蓄積されている回路要素の構造データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、その回路要素の構造データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、蓄積データに加える、
電磁界解析方法。

【請求項8】

コンピュータに、
電磁界解析済の回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて蓄積するステップと、
解析対象の回路の回路要素のうち、未解析の回路要素について電磁界解析を行ってＳパラメータを算出するステップと、
蓄積されている回路要素の構造データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、その回路要素の構造データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、追加して蓄積するステップと、
を実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路の電磁界解析を行う電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器の高速化が進んでいるため、電子機器に搭載されたプリント回路基板には、伝送速度が数Ｇｂｐｓ〜数１０Ｇｂｐｓの高速伝送回路が用いられることがある。プリント回路基板における信号の伝送速度が速まるにつれ、プリント回路基板から発生する電磁波が周囲の電子機器に影響を及ぼすおそれが高まっている。

【0003】

このため、プリント回路基板の設計にあたっては、電磁波解析を行い、プリント回路基板から発生する電磁波の分布、強度等を確認する。電磁波解析を行うには、解析対象となる回路をモデル化する必要がある。従来、回路をモデル化するために、回路レベルモデリング、電磁界レベルモデリングといった手法が用いられている。

【0004】

しかしながら、回路レベルモデリングには、高周波領域の損失を正確にモデル化できないという欠点がある。また、電磁界レベルモデリングには、解析に時間を要するという欠点がある。そこで、高精度かつ短時間で電磁界解析を行うため、特許文献１に開示された解析装置が本出願人により提案されている。

【0005】

特許文献１に開示された解析装置は、まず、解析対象の回路からマイクロストリップライン、ストリップライン、屈曲線、貫通ビアといった種類ごとに微少な要素を抽出する。解析装置は、次に、抽出した要素の電磁界解析を行って要素のＳパラメータ（Scattering Parameter）を算出し、解析対象の回路の構造に基づいて、算出されたＳパラメータを結合し、回路全体のＳパラメータを算出する。ここで、Ｓパラメータとは、回路の電磁的な特性を表すパラメータのことである。

【0006】

特許文献１に開示された解析装置は、種類ごとに抽出された微少な要素について電磁界解析を行い、抽出された要素の電磁界解析の結果を結合する。従って、回路全体に対して直接、電磁界解析を行う場合と比べて、電磁界解析に要する時間は短くてすむ。また、要素を結合することで得られた回路全体の電磁界解析の結果は、回路全体に対して直接、電磁界解析を行った結果と比べて、解析精度がほぼ同等である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１４−１７０４２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に開示された解析装置では、要素のＳパラメータを他の回路の電磁界解析で再利用できるよう、各要素の設計データとＳパラメータとを補助記憶部に記憶する。このため、要素の電磁界解析が終了するたびに補助記憶部に保存されるデータ量が増加し、補助記憶部の容量が逼迫しやすい。

【0009】

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、解析対象の回路のＳパラメータを算出する解析装置において、記憶されるデータ量を抑制することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的を達成するために、本発明に係る電磁界解析装置は、
回路要素のＳパラメータと回路要素の構造を特定する構造データとを対応付けて記憶する記憶手段と、
解析対象の回路の回路要素のうち、前記記憶手段に記憶されていない未解析の回路要素について電磁界解析を行い、Ｓパラメータを算出し、前記記憶手段に記憶されている解析済の回路要素のＳパラメータを前記記憶手段より読み出す解析手段と、
前記解析手段により求められたＳパラメータを結合して、前記解析対象の回路のＳパラメータを求める結合手段と、
前記記憶手段に記憶された回路要素の構造データを参照データとして選択する選択手段と、
前記参照データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、参照データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、前記記憶手段に登録する登録手段と、
を備える。

【0011】

また、本発明に係る電磁界解析方法は、
電磁界解析済の回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて蓄積し、
解析対象の回路の回路要素のうち、未解析の回路要素について電磁界解析を行ってＳパラメータを算出し、
蓄積されている回路要素の構造データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、その回路要素の構造データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、蓄積データに加える。

【0012】

さらに、本発明に係るコンピュータプログラムは、
コンピュータに、
電磁界解析済の回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて蓄積するステップと、
解析対象の回路の回路要素のうち、未解析の回路要素について電磁界解析を行ってＳパラメータを算出するステップと、
蓄積されている回路要素の構造データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、その回路要素の構造データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、追加して蓄積するステップと、
を実行させる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、参照データと未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データと、参照データを特定する関連付けデータと、を記憶手段に記憶する。このため、回路要素の構造データをそのまま記憶手段に記憶する場合と比べて、記憶手段に記憶されるデータ量の抑制を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る解析装置のブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る回路データのデータテーブルを示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る回路要素データのデータテーブルを示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る解析済回路要素データのデータテーブルを示す図である。

【図5】本発明の実施形態に係るコンピュータプログラムをコンピュータにより実行する際のハードウエアブロック図である。

【図6】本発明の実施形態に係る回路の電磁界解析と規格適合性の検証を行うプロセスを示すフローチャートである。

【図7】本発明の実施形態に係る解析対象の一例であるプリント回路基板を示す図である。

【図8】図７に示される回路から抽出された要素のＳパラメータを結合して回路全体のＳパラメータを生成することを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態に係る電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0016】

（解析装置の構成）
本実施形態に係る解析装置１００は、図１に示すように、操作部１０１、制御部１０２、主記憶部１０３、補助記憶部１０４、表示部１０５、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６を備えている。
操作部１０１、主記憶部１０３、補助記憶部１０４、表示部１０５、入出力Ｉ／Ｆ１０６は、それぞれ内部バス（図示せず）を介して制御部１０２に接続されている。

【0017】

操作部１０１は、キーボード、マウス、タッチパネル、ジョイスティック等から構成され、ユーザからの入力操作を受け付ける。操作部１０１は、ユーザの入力操作に応じて入力信号を制御部１０２に出力する。

【0018】

主記憶部１０３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリから構成される。主記憶部１０３は、制御部１０２の作業領域として用いられ、補助記憶部１０４に記憶されるプログラムがロードされる。

【0019】

補助記憶部１０４は、ハードディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成される。補助記憶部１０４には、動作プログラム１０４ａ、解析対象回路の回路データ１０４ｂ、回路データ１０４ｂから抽出された回路要素データ１０４ｃ、蓄積された解析済回路要素データ１０４ｄ、インタフェースデータ１０４ｅ、等が記憶される。

【0020】

補助記憶部１０４に記憶されている動作プログラム１０４ａは、解析装置１００が回路データ１０４ｂに対する電磁界解析処理を行うためのアプリケーションソフトウェアである。プログラムの具体的な処理については、図６を参照して後述する。

【0021】

補助記憶部１０４に記憶されている回路データ１０４ｂは、図２に例示するように、解析対象の回路の構造を特定するためのデータであり、回路部品の識別符号、種類データ、構造データを含む。識別符号は回路の構成部品を識別する識別情報であり、種類データは構成部品の種類を示し、例えば、マイクロストリップライン、ストリップライン、屈曲部、貫通ビアのいずれであるかを示すデータである。そして、構造データは、回路部品の構造を示し、部品の長さ、線幅、直径、折れ曲がり角度、材料等の情報を含む。回路データ１０４ｂは、例えば、回路のＣＡＤ（Computer Aided Design）データ等から生成される。なお、実際の回路データは、より詳細で多様な情報を含むが、理解を容易にするため、簡略化した形態で示す。なお、図２に示す回路データは、後述する図７に示す回路の回路データに相当する。

【0022】

補助記憶部１０４に記憶されている回路要素データ１０４ｃは、解析対象の回路から抽出され、解析の単位となる回路要素を表すデータである。より詳しく説明すると、回路部品は、その種類に応じて、電磁界解析を行う要素の単位が予め定められている。回路要素データ１０４ｃは、解析対象の回路に含まれる電磁界解析の構成単位を示すものである。

【0023】

以下の説明では、理解を容易にするため、マイクロストリップラインとストリップラインについては長さ１０ｍｍ単位、屈曲部、貫通ビアについては１個を電磁界解析の単位、すなわち、回路要素とすることとする。

【0024】

１つの回路から、構造が同一の複数の回路要素が抽出される場合には、それらは、電磁界解析の対象としては、１つの回路要素として取り扱われる。この結果、図２の回路データ１０４ｂから、図３に示す４つの回路要素が電磁界解析の対象として抽出される。抽出の手法は後述する。

【0025】

図１に示す補助記憶部１０４に記憶されている解析済回路要素データ１０４ｄは、過去に電磁界解析した各回路要素とそのＳパラメータとを対応付けて蓄積したものである。

【0026】

解析済回路要素データ１０４ｄは、図４（ａ）に示す独立タイプと図４（ｂ）に示す参照タイプの２つのタイプの情報を含む。

【0027】

図４（ａ）に示す独立タイプの解析済回路要素データ１０４ｄは、他のデータを参照しなくても、回路要素の構造を特定できる回路要素データである。
独立タイプの回路要素データは、各回路要素の識別符号と種類と構造データとＳ値（Ｓパラメータの値）とを含む。
識別符号は、回路要素を識別するユニークな符号である。
種類は、回路要素の種類を示す情報である。
構造データは、寸法、形状、材質、隣接部材等の回路要素の構造を示すデータである。
Ｓ値は、回路要素のＳパラメータの値である。

【0028】

一方、図４（ｂ）に示す参照タイプの解析済回路要素データ１０４ｄは、独立タイプの回路要素データを参照することにより、構造データを確定できる回路要素データである。
参照タイプの回路要素データは、識別符号と種類と関連付けデータと差分データとＳ値とを含む。
識別符号は、回路要素を識別するユニークな符号である。
種類は、回路要素の種類を示す情報である。
関連付けデータは、その回路要素の構造を特定するために、関連付けデータが識別符号として付された回路要素の構造データを参照すべきことを示す。
差分データは、その回路要素の構造データが、関連データで特定される回路要素の構造データとどの点でどのように異なっているかを示すデータである。
Ｓ値は、その回路要素のＳパラメータの値である。

【0029】

例えば、図４（ｂ）において、識別符号「５００ａ」で特定される回路要素データは、その構造データが、関連付けデータ「４００ｂ」が識別符号として割り当てられている回路要素であるストリップラインの構造データ「長さ５ｍｍ、線幅０．５ｍｍ、基板材料ＳｉＯ_２」と、差分データで表される寸法、すなわち、長さが１０ｍｍである点を除いて、一致していることを示す。結果的に、識別符号「５００ａ」で特定される回路要素は、その構造データが、「長さ１０ｍｍ、線幅０．５ｍｍ、基板材料ＳｉＯ_２」であることが特定される。

【0030】

同様に、識別符号「５００ｂ」で特定される回路要素の構造データは、関連付けデータ「４００ｄ」が識別符号として割り当てられている貫通ビアの構造データと自己の差分データとから、「直径０．５ｍｍ、基板材料ＳｉＯ_２」と特定される。

【0031】

図１に示す補助記憶部１０４に記憶されているインタフェースデータ１０４ｅは、種々のインタフェース規格に関するデータを含む。インタフェースデータ１０４ｅは、解析対象の回路が、指定されたインタフェース規格を充足するか否かを判別するために使用される。

【0032】

図１に示す表示部１０５は、液晶ディスプレイ等から構成される。表示部１０５には、制御部１０２による処理結果を表示する。

【0033】

入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）１０６は、通信ネットワークを介して、外部装置と通信し、データを送受信する。ここでは、回路データ、インタフェース規格等を外部装置から受信し、また、電磁界解析の結果を外部装置に送信する。

【0034】

制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成される。制御部１０２は、補助記憶部１０４に記憶されている動作プログラム１０４ａを主記憶部１０３に展開して実行し、後述する解析処理を実行する。

【0035】

（機能構成）
上記ハードウエア構成を有する解析装置１００は、制御部１０２がプログラムを実行して各種機能を実現することにより、機能的には、図５に示すように、入力部５０１、制御機能部５０２、分析機能部５０３、新規モデル生成部５０４、解析機能部５０５、第１のストレージ部５０６、データ結合部５０７、第２のストレージ部５０８、結果比較部５０９、及び出力部５１０から構成される。

【0036】

入力部５０１は、主に操作部１０１と入出力Ｉ／Ｆ１０６から構成され、電磁界解析の条件、解析対象の回路データ（基板及び回路に関する情報）を入力する。また、入力部５０１は、インタフェースセレクタを有しており、解析対象の回路で選択されるインタフェース種別を設定することもできる。

【0037】

制御機能部５０２は、主に制御部１０２により構成され、各機能部５０１、５０３〜５１０の間でデータの受け渡し制御や、作業工程の制御を行う。全ての制御は制御機能部５０２を介して行われる。

【0038】

分析機能部５０３は、主に制御部１０２により構成され、入力部５０１に入力された情報を基にして解析対象の回路を分析し、図２に示されるような回路データを生成する。
分析機能部５０３は、生成した回路データを分析し、回路から予め規定された大きさの回路要素を抽出することにより、図３に例示した回路要素データを抽出する。

【0039】

新規モデル生成部５０４（判別手段）は、主に制御部１０２により構成され、分析機能部５０３で抽出した回路要素について、解析済回路要素データを参照して、電磁界解析済であるか否かを判別し、未解析の回路要素が存在するか否かを判別する。
新規モデル生成部５０４は、同一種類同一構成データが、解析済回路要素データに含まれている場合には、その回路要素については、解析済と判別し、今回の解析処理からは除外する。
一方、新規モデル生成部５０４は、同一種類同一構成データが、解析済回路要素データに含まれていない回路要素を、解析対象とする。
なお、この判別の際、参照タイプの解析済回路要素データに関しては、独立形式の解析済回路要素データを参照して、その構造データを求め、要素データとの一致・不一致を判別する。

【0040】

解析機能部５０５（解析手段）は、主に制御部１０２により構成され、新規モデル生成部５０４で解析対象と判別された回路要素について、入力部５０１で設定された条件の下で電磁界解析を行い、Ｓパラメータの値を求める。また、解析機能部５０５は、新規モデル生成部５０４で解析済と判別された回路要素について、後述の第１のストレージ部５０６からＳパラメータを読み出す。

【0041】

第１のストレージ部５０６（記憶手段）は、主に制御部１０２と補助記憶部１０４により構成され、回路データ１０４ｂ、回路要素データ１０４ｃ、解析済回路要素データ１０４ｄを記憶する。

【0042】

データ結合部５０７（結合手段）は、主に制御部１０２により構成され、解析機能部５０５で解析した結果に基づいて、解析対象の回路の回路要素のＳパラメータを収集して、収集した回路要素のＳパラメータを結合して、回路のＳパラメータを求める。

【0043】

第２のストレージ部５０８（第２の記憶手段）は、主に制御部１０２と補助記憶部１０４により構成され、インタフェースデータ１０４ｅを記憶するストレージ部である。インタフェース規格に関する情報には、回路の周波数特性に関する情報が含まれる。第１のストレージ部５０６と同様に、各データにはインデックス情報が付与されており、容易に検索できる構造を有する。また、Ｗｅｂアクセスポートを通してインタフェース規格情報をダウンロードすることができる。

【0044】

結果比較部５０９（比較手段）は、主に制御部１０２により構成され、データ結合部５０７の計算結果と第２のストレージ部５０８に記憶されたインタフェース規格とを比較し、データ結合部５０７の計算結果がインタフェースセレクタにより選択されたインタフェース規格に適合しているか否かを判定する機能部である。

【0045】

出力部５１０は、入力部５０１で入力した条件の下で算出された回路のＳパラメータと、結果比較部５０９の比較結果とを出力する。

【0046】

次に、上記ハードウエア構成及び機能構成を有する解析装置１００の解析動作について図６を参照して説明する。
ここでは、理解を容易にするため、図７に示されるプリント回路基板に形成された回路を解析対象とする場合を例に説明する。

【0047】

まず、図７に示す解析対象であるプリント回路基板７００の構成を説明する。図７（ａ）に平面で、（ｂ）に断面で示すように、プリント回路基板７００は、６層構造を有し、２つの送受信ＩＣ７０１、７０２が実装されている。送受信ＩＣ７０１、７０２は、シングルエンド信号を伝送する回路により接続される。この回路が解析対象である。

【0048】

この回路は、貫通ビア７１１、マイクロストリップライン（以下、「ＭＳＬ」と称する。）７１２、屈曲部７１３、ＭＳＬ７１４、貫通ビア７１５、ストリップライン（以下、「ＳＬ」と称する。）７１６、屈曲部７１７，ＭＳＬ７１８、貫通ビア７１９、ＭＳＬ７２０、貫通ビア７２１から構成される。
その回路データは、図２に示す通りであるとする。

【0049】

次に、図７の回路を例に、図６のフローチャートを参照して、一連の解析処理を説明する。
図６のフローチャートに示す処理は、図５に示される入力部５０１に解析の指示が入力されたことにより開始される。なお、解析対象の回路の回路データは、予め、第１のストレージ部５０６に格納されているものとする。
処理を開始すると、制御機能部５０２は、必要なデータ、例えば、電磁界解析の条件を入力する（ステップＳ６０１）。
次に、制御機能部５０２は、回路データにインタフェースを特定するインタフェースセレクタが設定されているか否か、すなわち、回路がインタフェースセレクタで特定されるインタフェースの規格を充足するか否かを判別する処理を行うか否かを判別する（ステップＳ６０２）。

【0050】

インタフェースセレクタの設定されていない場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、ステップＳ６０６へ進む。一方、インタフェースセレクタが設定されている場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、設定されたインタフェースセレクタが指示するインタフェース規格が第２のストレージ部５０８に記憶されているかを判別する（ステップＳ６０３）。該当するインタフェース規格が第２のストレージ部５０８に記憶されている場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）はステップＳ６０６へ進む。一方、該当するインタフェース規格が第２のストレージ部５０８に記憶されていない場合（ステップＳ６０３：ＮＯ）は、外部のＷｅｂ検索を行い（ステップＳ６０４）、該当するインタフェース規格を検索し、これをダウンロードし、第２のストレージ部５０８に格納する（ステップＳ６０５）。

【0051】

次に、分析機能部５０３は、第１のストレージ部５０６に記憶された回路データを分析し、電磁界解析の単位構成である回路要素を抽出する（ステップＳ６０６）。
前述のように、この実施形態では、単位構成は、マイクロストリップラインとストリップラインについては長さ１０ｍｍ単位、屈曲部、貫通ビアについては１個単位に設定されている。

【0052】

このため、分析機能部５０３は、まず、図２に示す回路データ１０４ｂを参照し、識別符号２００ａで特定される貫通ビアを回路要素として抽出し、図３に示すように、識別符号３００ａを付して登録する。

【0053】

次に、分析機能部５０３は、識別符号２００ｂで特定されるＭＳＬを単位長さで分割する。この例では、ＭＳＬの長さ＝単位長なので、このＭＳＬが回路要素として抽出され、識別符号３００ｂを付して登録される。

【0054】

続いて、識別符号２００ｃで特定される屈曲部が抽出され、識別符号３００ｄを付して登録される。

【0055】

続いて、識別符号２００ｄで特定されるＭＳＬが回路要素として抽出される。ただし、この回路要素は、すでに識別符号３００ｂを付して登録した回路要素と同一構造となるので、登録されない。識別符号２００ｅで特定される貫通ビアも同一構造のビアが登録済であるので、登録されない。

【0056】

続いて、識別符号２００ｆで特定されるＳＬが長さ１０ｍｍの３つの回路要素に分割される。３つの回路要素は互いに等しい構造を有するので、まとめて１つの回路要素として識別符号３００ｃを付して登録される。

【0057】

以後の回路要素についても同様の処理が行われるが、全て、同一構造の回路要素がすでに登録されているため、追加で登録されることはない。

【0058】

これにより、図３に示す回路要素データ１０４ｃが生成される。この回路要素データ１０４ｃは、第１のストレージ部５０６に格納される。

【0059】

次に、新規モデル生成部５０４は、抽出された各回路要素について、電磁界解析を行う必要があるか否かを判別する（ステップＳ６０７）。この判別は、その回路要素と同一の構造を有する回路要素の解析データが第１のストレージ部５０６に格納されているか否かを判別することにより行う。

【0060】

この処理を、図３と図４を参照して具体的に説明する。
まず、新規モデル生成部５０４は、識別符号３００ａで特定される貫通ビアと同一構造の貫通ビアの解析データが解析済回路要素データ１０４ｄに含まれているか否かを判別する。

【0061】

仮に、第１ストレージ部５０６に格納されている解析済回路要素データ１０４ｄが図４に示す内容であるとする。この場合、識別符号３００ａで特定される構造は、識別符号５００ｂで特定される貫通ビアの構造と同一であることが、差分データと識別符号４００ｄで特定される解析済回路要素データとから特定される。従って、解析済であると判断される。

【0062】

次に、識別符号３００ｂで特定されるＭＳＬの構造は、識別符号４００ａで特定される解析済回路要素データと同一であると判別される。さらに、識別符号３００ｃで特定されるＳＬの構造は、識別符号５００ａで特定される解析済回路要素の構造と同一であると判別される。

【0063】

ただし、識別符号３００ｄで特定される屈曲部の構造に一致する構造を有する回路要素のデータは、解析済回路要素データ１０４ｄには含まれていない。
このため、新規モデル生成部５０４は、識別符号３００ｄで特定される回路要素データを電磁界解析の対象とする。

【0064】

ステップＳ６０６で抽出した全ての回路要素の解析データが第１のストレージ部５０６に記憶されている場合（ステップ６０７：ＮＯ）、今回の解析対象回路に関しては、回路要素の電磁界解析が不要であるため、ステップＳ６１５に移る。

【0065】

一方、新規モデル生成部５０４が、第１のストレージ部５０６に蓄積されていない回路要素が存在すると判別した場合（ステップ６０７：ＹＥＳ）、電磁界解析を行う必要のある要素の数Ｎを特定する（ステップＳ６０８）。上述の例では、Ｎ＝１である。

【0066】

解析数Ｎが２以上の場合、各要素の解析を行う順番を特定する。例えば、送受信ＩＣ７０１に近い要素から順番に解析を行うようにしてもよい。例えば、図７で示される回路において貫通ビアとＳＬの回路要素の電磁界解析が必要な場合、送受信ＩＣ７０１から一番近い要素である貫通ビアを最初に解析し、その後ＳＬを解析する。もちろん、送受信ＩＣ７０１から遠く離れた要素から順番に各要素の解析を行うようにしてもよい。

【0067】

次に、解析機能部５０５は、解析順序が１番目の回路要素に対して、第１のストレージ部５０６に記憶された回路要素のうち解析対象の回路要素と構造が類似する構造データが存在するか否かを、予め定めた基準に従って判別する。類似する構造データが存在する場合、最も類似する構造データを有する回路要素データを第１のストレージ部５０６から参照データとして選択する（ステップＳ６０９）。解析対象の要素と最も構造が近い要素とは、例えば、両者の要素の長さ、線幅、直径等の寸法、折れ曲がり角度、材料といった要素の構造を特定する各指標を比較した場合、最も類似する指標が多い要素である、としてもよい。指標が寸法や角度の場合、両者の指標が類似しているか否かは、第１のストレージ部５０６に記憶された複数の要素の指標から標準偏差σを算出し、両者の指標の差が標準偏差σよりも小さい場合に類似している、と判断してもよい。指標が材料の場合、両者の指標が類似しているか否かは、それぞれ要素を形成する材料が一致する場合に、両者が類似していると判断してもよい。

【0068】

その後、ステップＳ６０９において選択された参照データを基準として解析順序が１番目の要素の構造データを生成する（ステップＳ６１０）。参照データが特定されなかった場合には、この処理はスキップされる。

【0069】

ステップＳ６０６またはステップＳ６１０で生成された構造データに対して、ステップＳ６０１で入力された解析条件を設定して、回路要素の電磁界解析を行い、Ｓパラメータを算出する（ステップＳ６１１）。回路要素の電磁界解析は、公知の手法、例えば伝送線路シミュレータを用いて行うことができる。

【0070】

解析終了後、構造データ及びＳパラメータを第１のストレージ部５０６に記憶しインデックス情報を更新する（ステップＳ６１２）。Ｓパラメータはそのまま第１のストレージ部５０６に登録する。一方、ステップＳ６１０で生成された構造データについては、そのまま登録するのではなく、参照データと未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データと、参照データを特定する関連付けデータとを登録する。

【0071】

例えば、参照データと構造データとの差分が基板を構成する材料である場合、登録する差分データは、基板を構成する材料に関するデータである。また、参照データと構造データとの差分が構造の寸法である場合、登録する差分データは、構造の寸法に関するデータである。このように、第１のストレージ部５０６に差分データ及び関連付けデータを登録することにより、構造データをそのまま登録する場合と比べて、第１のストレージ部５０６におけるデータ量の抑制を実現できる。

【0072】

図３と図４を参照して具体的に説明すると、識別符号３００ｄの構造データと識別符号４００ｃで示される構造データが、ステップＳ６０９で、最も類似すると判別されたとする。この場合、識別符号と、種別として「屈曲部」、関連付けデータとして「４００ｃ」、差分データとして「角度９０°」、Ｓパラメータを含む参照タイプの解析データが解析済回路要素データに追加される。
一方、ステップＳ６０９で、類似する構造データが存在しないと判別されたとすると、独立タイプとして、識別符号と、種別「屈曲部」、構造データ、Ｓパラメータを含む独立タイプの解析済回路要素データが追加される。

【0073】

第１のストレージ部５０６に解析順序が１番目の要素の要素データを記憶した後、解析数Ｎを−１し（ステップＳ６１３）、Ｎ＝０か否かを判別し（ステップＳ６１４）、Ｎ＞０の場合（ステップＳ６１４；Ｎｏ）、ステップＳ６０９に戻り、解析順序が２番目の要素について電磁界解析を行う。
このようにステップＳ６０９〜Ｓ６１４の処理を解析数Ｎがゼロになるまで繰り返し、解析対象の回路を構成する全ての要素のＳパラメータ及び構造データを第１のストレージ部５０６に記憶していく。

【0074】

回路の電磁界解析を繰り返し行うにつれて、第１のストレージ部５０６に記憶される要素データの数が増加する。このため、第１のストレージ部５０６に記憶された要素データを組み合わせるだけで、回路の電磁界解析を行えるケースが増加する。

【0075】

ステップＳ６０７において要素データが全て第１のストレージ部５０６に記憶されていると判断されたか、またはステップＳ６１４においてＮ＝０と判断された時点でステップＳ６１５に移動する。ステップＳ６１５では、第１のストレージ部５０６から回路のＳパラメータの算出に必要な要素データを収集し、収集されたＳパラメータを回路の構成に合わせて結合することで、回路のＳパラメータを算出する。

【0076】

例えば、図７に示されるプリント回路基板７００を解析対象とした場合、図８に模式的に示される各回路要素のＳパラメータを結合する。すなわち、貫通ビア８０１のＳパラメータ、１０ｍｍのＭＳＬ８０２のＳパラメータ、屈曲部８０３のＳパラメータ、．．．貫通ビア８１３のＳパラメータを図８に示されるような配列順で結合し、回路のＳパラメータ８２１を算出する。

【0077】

次に、ステップＳ６１６において、ステップＳ６０２においてインタフェースセレクタを設定ありとしたか否かを判定する。インタフェースセレクタが設定有りの場合（ステップＳ６１６：ＹＥＳ）は、ステップＳ６１５で生成したＳパラメータと、ユーザに選択されたインタフェース規格とを比較する（ステップＳ６１７）。Ｓパラメータとインタフェース規格とを比較することにより、解析対象の回路から発生する電磁界の特性がインタフェース規格に適合しているか否かを検証する。

【0078】

最終的に回路のＳパラメータを出力部５１０に出力する。ステップＳ６０２にてインタフェースセレクタを設定ありとした場合、回路のＳパラメータと選択されたインタフェース規格の特性比較の結果についても、出力部５１０に出力する（ステップＳ６１８）。

【0079】

以上説明したように、本実施の形態においては、一部の解析済回路要素データは、参照タイプのデータ形式で記録される。従って、大量の解析済回路要素データを記憶する場合に、データ量を抑えることができる。

【0080】

前述のように、本発明の実施形態に係る電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラムは、図８に示される回路に限られず、種々の態様の回路に適用可能である。例えば、図８に示される回路では、説明を簡単にするため、シングルエンド信号を伝送する回路としているが、差動信号を伝送する回路に対して適用してもよい。

【0081】

本実施形態に係る電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラムは、以下に記載する効果を奏する。

【0082】

本実施形態に係る電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラムでは、参照データと未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データと、参照データを特定する関連付けデータとを、第１のストレージ部５０６に保存しているため、第１のストレージ部５０６に記憶されるデータ量の抑制が実現できる。

【0083】

また、本実施形態に係る電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラムでは、ユーザがインタフェースセレクタを用いてインタフェース規格を選択するだけで、結果比較部５０９により回路のＳパラメータがインタフェース規格に適合しているか否かが判定される。ユーザ自身が回路の解析結果とインタフェース規格とを比較する必要がないため、プリント回路基板の開発工期の短縮を実現できる。

【0084】

さらに、本実施形態に係る電磁界解析装置、電磁界解析方法、及びコンピュータプログラムでは、Ｗｅｂアクセスにより適宜のタイミングで最新のインタフェース規格情報をダウンロードし、第２のストレージ部５０８に記憶しているため、最新のインタフェース規格にも対応できる。

【0085】

（変形例）
この発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

【0086】

上記実施形態では、解析装置１００は、補助記憶部１０４にプログラムを記憶しておき、必要に応じて主記憶部１０３にロードし、制御部１０２により実行していたが、これに限られない。主記憶部１０３を不揮発性メモリから構成して、動作プログラム１０４ａ、回路データ１０４ｂ、回路要素データ１０４ｃ、及び解析済回路要素データ１０４ｄを記憶させることで、解析装置１００から補助記憶部１０４を無くしてもよい。

【0087】

上記実施形態では、解析装置１００は、解析済回路要素データ１０４ｄが記憶された補助記憶部１０４を有しているが、これに限定されず、サーバーの記憶部に解析済回路要素データ１０４ｄを記憶させ、解析の都度、サーバーに対して解析装置１００がアクセスするように構成してもよい。

【0088】

上記実施形態では、回路要素を予め規定された大きさで抽出しているが、回路要素を規定するパラメータは、多数あり、任意の区分けが可能である。例えば、インピーダンスの違いを利用して要素を抽出してもよい。また、貫通孔についてその長さを構造データに含めてもよい。

【0089】

種類ごとに抽出される要素の大きさは、解析対象の回路の形状、寸法等を考慮しつつ、要素の電磁界解析ができるだけ短時間で終えられるような大きさとする。例えば、ＭＳＬ、ＳＬの要素は１０ｍｍ単位に限られず、異なる長さとしてもよい。

【0090】

上記実施形態では、未解析の要素の確認を行った後に、未解析の要素の解析を行っているが、これに限定されず、未解析の要素の確認を行っている最中に順次、発見した未解析の要素の解析を行ってもよい。これにより、全体の処理時間が短縮できる。

【0091】

上記実施形態では、回路の電磁界解析に必要な要素が１つだけ不足している場合も、当該要素の電磁界解析を行い、Ｓパラメータを第１のストレージ部５０６に記憶しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、未解析の要素が１つだけの場合は、未解析の要素の解析結果を推定し、第１のストレージ部５０６から最も類似するＳパラメータを割り付けてもよい。

【0092】

上記実施形態では、インタフェース規格の第２のストレージ部５０８へのダウンロードはインタフェースセレクタが設定された場合に行っているが、これに限られず、定期的に行ってもよい。また、インタフェース規格の正式なリリースと同期するように、第２のストレージ部５０８へのダウンロードを行ってもよい。

【0093】

上記実施形態のプログラムを、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）にインストールすることで、ＰＣを本発明の解析装置として機能させることも可能である。

【0094】

上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
回路要素のＳパラメータと回路要素の構造を特定する構造データとを対応付けて記憶する記憶手段と、
解析対象の回路の回路要素のうち、前記記憶手段に記憶されていない未解析の回路要素について電磁界解析を行い、Ｓパラメータを算出し、前記記憶手段に記憶されている解析済の回路要素のＳパラメータを前記記憶手段より読み出す解析手段と、
前記解析手段により求められたＳパラメータを結合して、前記解析対象の回路のＳパラメータを求める結合手段と、
前記記憶手段に記憶された回路要素の構造データを参照データとして選択する選択手段と、
前記参照データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、参照データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、前記記憶手段に登録する登録手段と、
を備える電磁界解析装置。

【0095】

（付記２）
前記選択手段は、前記記憶手段に記憶された回路要素の構造データのうちから、一定の基準を満たす類似する構造データを有する回路要素のデータを参照データとして選択する、
ことを特徴とする付記１に記載の電磁界解析装置。

【0096】

（付記３）
前記登録手段は、前記選択手段が一定の基準を満たす類似する構造データが存在しないと判別した場合には、今回解析した回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて前記記憶手段に登録する、
ことを特徴とする付記２に記載の電磁界解析装置。

【0097】

（付記４）
さらに、解析対象の回路の回路要素について、同一の構造データを有する回路要素が前記記憶手段に記憶されているか否かを判別する判別手段をさらに備え、
前記判別手段は、関連付けデータを含む回路要素データについては、関連付けデータにより特定される参照データに含まれる構造データと、差分データとに基づいて、構造データを求め、求めた構造データに基づいて、前記記憶手段に記憶されているか否かを判別する、
ことを特徴とする付記１、２又は３に記載の電磁界解析装置。

【0098】

（付記５）
インタフェース規格の情報を記憶する第２の記憶手段と、
前記結合手段により算出された前記回路のＳパラメータと前記第２の記憶手段に記憶されたインタフェース規格とを比較し、前記回路のＳパラメータが前記インタフェース規格に適合しているか否かを判断する比較手段と、
を備える付記１から４の何れか１項に記載の電磁界解析装置。

【0099】

（付記６）
前記第２の記憶手段は、外部装置にアクセスするアクセス手段を備え、
前記アクセス手段によりアクセスしてダウンロードしたインタフェース規格の情報を記憶する、
ことを特徴とする付記５に記載の電磁界解析装置。

【0100】

（付記７）
電磁界解析済の回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて蓄積し、
解析対象の回路の回路要素のうち、未解析の回路要素について電磁界解析を行ってＳパラメータを算出し、
蓄積されている回路要素の構造データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、その回路要素の構造データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、蓄積データに加える、
電磁界解析方法。

【0101】

（付記８）
コンピュータに、
電磁界解析済の回路要素のＳパラメータと構造データとを対応付けて蓄積するステップと、
解析対象の回路の回路要素のうち、未解析の回路要素について電磁界解析を行ってＳパラメータを算出するステップと、
蓄積されている回路要素の構造データと前記未解析の回路要素の構造データとの差を示す差分データを求め、その回路要素の構造データを特定する関連付けデータと差分データとＳパラメータとを対応付けて、追加して蓄積するステップと、
を実行させるコンピュータプログラム。

【符号の説明】

【0102】

１００ 解析装置
１０１ 操作部
１０２ 制御部
１０３ 主記憶部
１０４ 補助記憶部
１０５ 表示部
１０６ 入出力Ｉ／Ｆ
５０１ 入力部
５０２ 制御機能部
５０３ 分析機能部
５０４ 新規モデル生成部
５０５ 解析機能部
５０６ 第１のストレージ部
５０７ データ結合部
５０８ 第２のストレージ部
５０９ 結果比較部
５１０ 出力部
７００ プリント回路基板
７０１，７０２ 送受信ＩＣ
７１１，７１５，７１９，７２１ 貫通ビア
７１２，７１４，７１８，７２０ マイクロストリップライン（ＭＳＬ）
７１３，７１７ 屈曲部
７１６ ストリップライン（ＳＬ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】