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Gebiet der Erfindung
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Die
hier beschriebenen Ausführungsformen betreffen eine Verarbeitungsvorrichtung
für die Verteilung elektromagnetischer Ströme.
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Hintergrund der Erfindung
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In
den vergangenen Jahren sind elektronische Vorrichtungen zunehmend
leistungsfähiger und schneller geworden, und diese Entwicklung
hält an. Daher werden die Platinen für gedruckte
Schaltungen, die in den elektronischen Vorrichtungen enthalten sind,
zunehmend kleiner und dichter bestückt. Zudem werden die
Formen der Kabel, Verbinder, Platten und Antennen der elektronischen
Vorrichtungen zunehmend komplizierter.
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Beispielsweise
wird auf einer gedruckten Schaltungsplatine eine große
Informationsmenge in einer kurzen Zeitspanne verarbeitet. Damit
breiten sich schnelle Signale mit hoher Frequenz (d. h. kurzer Periodendauer)
auf der gedruckten Schaltungsplatine aus. Mit zunehmend komplizierteren
Schaltungsentwürfen treten Fälle auf, in denen
eine geeignete Massenfläche nicht unmittelbar unter den
für die Übertragung verwendeten Drähten
vorhanden ist. Dadurch weicht der Wellenwiderstand der Drähte vom
Entwurfswert ab, und die Ströme der schnellen Signale können
auf unerwartete Pfade abweichen.
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Dadurch
werden die Signalformen beträchtlich verändert,
und die Signale werden nicht passend fortgeleitet. Dies kann zu
Fehlern in der elektronischen Vorrichtung führen.
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Daher
ist es im Entwurfsstadium einer elektronischen Vorrichtung wichtig,
die Ausbreitungswege der Signale exakt festzustellen, wenn die Leitungen
konfiguriert werden, die dem Übertragen von schnellen Signalen
dienen (siehe beispielsweise die veröffentlichte
japanische Patentschrift Nr. H6-266787 und
die veröffentlichte
japanische
Patentschrift Nr. 2002-231813 ).
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist daher eine Aufgabe eines Aspekts der Erfindung, eine Verarbeitungsvorrichtung
für die Verteilung elektromagnetischer Ströme,
ein Verarbeitungsverfahren für die Verteilung elektromagnetischer
Ströme und ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium bereitzustellen,
die den kumulierten Wert der zeitlichen Änderungsgrößen
der elektromagnetischen Verteilung berechnen können, und
die Untersuchungsergebnisse berechnen, die die Übertragungswege
von Signalen exakt beschreiben, und zwar unter Verwendung einer
geringen Datenmenge.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung berechnet eine Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen eine elektromagnetische Verteilung über
Gebieten, die räumlich diskretisiert sind (unterteilt in
räumlich diskrete Abschnitte). Die Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen enthält:
eine
elektromagnetische Verarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert
ist, eine physikalische Größe eines elektromagnetischen
Stroms in jedem der Gebiete gestützt auf die Intensität
des elektromagnetischen Felds zu berechnen;
eine Verarbeitungseinheit
für elektromagnetische Änderungsgrößen,
die dafür konfiguriert ist, für jedes Gebiet eine
zeitliche Änderungsgröße der physikalischen
Größe des elektromagnetischen Stroms zu berechnen,
den die elektromagnetische Verarbeitungseinheit berechnet; und
eine
Verarbeitungseinheit für die kumulierte Änderungsgröße,
die dafür konfiguriert ist, für jedes Gebiet einen
kumulierten Wert zu berechnen, den man durch Ansammeln der zeitlichen Änderungsgrößen der
physikalischen Größe des elektromagnetischen Stroms
erhält, die die Verarbeitungseinheit für elektromagnetische Änderungsgrößen
berechnet.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung führt ein Computer ein Verarbeitungsverfahren
für eine elektromagnetische Verteilung aus, wobei eine
elektromagnetische Verteilung über Gebieten berechnet wird,
die räumlich diskretisiert sind. Das Verarbeitungsverfahren
für eine elektromagnetische Verteilung umfasst:
das
Berechnen einer physikalischen Größe eines elektromagnetischen
Stroms in jedem der Gebiete gestützt auf die Intensität
eines elektromagnetischen Felds;
für jedes der Gebiete
das Berechnen einer zeitlichen Änderungsgröße
der physikalischen Größe des elektromagnetischen
Stroms, die beim Berechnen der physikalischen Größe
berechnet wird; und
für jedes der Gebiete das Berechnen
eines kumulierten Werts, den man durch das Ansammeln der zeitlichen Änderungsgrößen
der physikalischen Größe des elektromagnetischen
Stroms erhält, die beim Berechnen der zeitlichen Änderungsgröße
berechnet werden.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung zeichnet ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium
ein Verarbeitungsprogramm für elektromagnetische Verteilungen
auf, das einen Computer veranlasst, eine Prozedur auszuführen,
durch die eine elektromagnetische Verteilung über Gebieten
berechnet wird, die räumlich diskretisiert sind. Die Prozedur
umfasst:
das Berechnen einer physikalischen Größe
eines elektromagnetischen Stroms in jedem der Gebiete gestützt
auf die Intensität eines elektromagnetischen Felds;
für
jedes der Gebiete das Berechnen einer zeitlichen Änderungsgröße
der physikalischen Größe des elektromagnetischen
Stroms, die beim Berechnen der physikalischen Größe
berechnet wird; und
für jedes der Gebiete das Berechnen
eines kumulierten Werts, den man durch das Ansammeln der zeitlichen Änderungsgrößen
der physikalischen Größe des elektromagnetischen
Stroms erhält, die beim Berechnen der zeitlichen Änderungsgröße
berechnet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Computersystems, das als Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wirkt;
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2 ein
Blockdiagramm einer einschlägigen Anordnung in einer Haupteinheit
des Computersystems;
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3A und 3B eine
elektronische Vorrichtung, in der die Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform die
elektromagnetische Verteilung berechnet, wobei 3A eine
perspektivische durchsichtige Ansicht der elektronischen Vorrichtung
darstellt und 3B eine gedruckte Schaltungsplatine,
die in der elektronischen Vorrichtung enthalten ist;
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4 ein
Beispiel für CAD-Daten, die von der Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform
verwendet werden;
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5 ein
Funktionsblockdiagramm der Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform;
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6 ein
Beispiel eines Analysemodells, das von der Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform verwendet
wird;
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7A und 7B Beispiele
für kumulierte Daten der Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte, die von der Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform berechnet
werden, wobei 7A den kumulierten Wert SumΔIx,
y, z der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte angibt und 7B den kumulierten Wert SumΔJx,
y, z der Änderungsgrößen der magnetischen
Stromdichte;
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8 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen der elektrischen Stromdichte,
das von der Verarbeitungsvorrichtung für elektromagnetische
Verteilungen der Ausführungsform vorgenommen wird;
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9 die
elektrische Stromdichte und die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte, die von der Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform
berechnet werden;
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10 die
elektrische Stromdichte und die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte, die von der Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform
berechnet werden;
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11A und 11B Beispiele,
in denen endgültige kumulierte Werte der Änderungsgrößen der
elektrischen Stromdichte auf einem Anzeigeschirm einer Anzeigeeinheit
von der Verarbeitungsvorrichtung für elektromagnetische
Verteilungen der Ausführungsform dargestellt werden; und
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12A bis 12C Vergleichsbeispiele
einer angezeigten elektrischen Stromdichteverteilung zu einem bestimmten
Zeitpunkt, wobei 12A die elektrische Stromdichteverteilung
durch Abstufungen darstellt, 126 die
elektrische Stromdichteverteilung durch Kegel mit unterschiedlichen
Dichten, und 12C die elektrische Stromdichteverteilung
durch Schichtlinien.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Wie
bereits angesprochen ist es im Entwurfsstadium einer elektronischen
Vorrichtung wichtig, die Ausbreitungswege der Signale exakt festzustellen, wenn
die Leitungen konfiguriert werden, die dem Übertragen von
schnellen Signalen dienen.
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Zum
exakten Kennzeichnen der Ausbreitungswege der Signale muss man die
elektrische Stromverteilung oder die magnetische Stromverteilung
in den Übertragungswegen kennen. In einer gedruckten Multilager-Schaltungsplatine
sind jedoch eine große Anzahl Übertragungswege
enthalten.
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Man
kann beispielsweise ein FDTD-Verfahren (Verfahren der finiten Differenzen im
Zeitbereich) ausführen, um einen Teil der gedruckten Multilager-Schaltungsplatine
dreidimensional (räumlich) zu diskretisieren (unterteilen)
und die zeitlichen Änderungen der elektrischen Stromverteilung
abhängig von der Verteilung des magnetischen Felds zu erhalten.
Dabei sei vorausgesetzt, dass in diesem Verfahren ein gitterartiges
Analysemodell verwendet wird, das in der Richtung der X-Achse, der
Richtung der Y-Achse und der Richtung der Z-Achse in 100 Zellen unterteilt
ist. Die Berechnung erfolgt mit einem Analysemodell, das 106 Zellen enthält, die als 100 (X-Richtung) × 100
(Y-Richtung) × 100 (Z-Richtung) diskretisiert sind. Die
Berechnung erfolgt alle 10 fs für eine Dauer von 10 ns.
Damit erhält man eine Anzahl von 106 × 10e–9/10e–15 =
1e12 Datenpunkten. Für jede Zelle
müssen das elektrische Feld und das magnetische Feld in
der Richtung der X-Achse, der Richtung der Y-Achse und der Richtung
der Z-Achse als Berechnungsergebnis gespeichert werden. Unter der Annahme,
dass jeder Datenpunkt aus 4 Byte Daten mit einfacher Genauigkeit
(Gleitkomma) besteht, beträgt der Speicherbereich für
jede Zelle 4 Byte × 3 (X-, Y- und Z-Achsenrichtung) × 2
(elektrisches und magnetisches Feld) = 24 Byte. Damit beträgt
die Gesamtdatenmenge, die man durch das Berechnen der zeitlichen Änderungen
der elektrischen Stromverteilung für das obige Analysemodell
erhält, 24 TB. Somit benötigt man einen Speicher
mit hoher Kapazität zum Ablegen der Daten. Für
die Bestimmung der zeitlichen Änderungen der Verteilung
der magnetischen Ströme muss man ebenfalls eine große
Datenmenge speichern.
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Wie
beschrieben ist die Datenmenge groß, die die elektrische
Stromverteilung im zeitlichen Verlauf beschreibt. Damit ist es unrealistisch,
die zeitlichen Änderungen der Verteilung der elektrischen Ströme
für alle Übertragungswege zu ermitteln. Aus diesem
Grund werden bei herkömmlicher Vorgehensweise nur einige
der Signalübertragungswege behandelt. Insbesondere behandelt
man bei herkömmlicher Vorgehensweise nur die Übertragungswege,
auf denen es wahrscheinlich ist, dass die Signale verformt werden.
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Zudem
ist es unrealistisch, alle Übertragungswege für
die beiden Fälle der elektrischen Stromverteilung und der
magnetischen Stromverteilung zu untersuchen. Auch in diesem Fall
behandelt man bei herkömmlicher Vorgehensweise nur die Übertragungswege,
auf denen es wahrscheinlich ist, dass die Signale verformt werden.
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Wie
beschrieben ist die Datenmenge, die die Verteilung der elektrischen
Ströme im zeitlichen Verlauf beschreibt, hoch. Damit ist
es schwierig, die elektrische Stromverteilung oder die magnetische
Stromverteilung in allen Gebieten sofort zu bestätigen.
Daher unterteilt man die gedruckte Schaltungsplatine üblicherweise
in mehrere Gebiete. Die Prozedur zum Berechnen der zeitlichen Änderungen
der elektrischen Stromverteilung oder der magnetischen Stromverteilung
in jedem Gebiet werden nur für diejenigen Übertragungswege
wiederholt ausgeführt, bei denen es wahrscheinlich ist,
dass die Signale verformt werden. Auf diese Weise werden die zeitlichen Änderungen
der elektrischen Stromverteilung oder der magnetischen Stromverteilung
für die gesamte gedruckte Schaltungsplatine berechnet.
Man benötigt jedoch extrem viel Zeit zum Berechnen der
zeitlichen Änderungen der elektrischen Stromverteilung oder
der magnetischen Stromverteilung in der beschriebenen Weise. Dies
unterstützt das Verringern der TAT (Turn Around Time, Durchlaufzeiten)
nicht und beeinträchtigt die Effektivität.
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Ein
Ansatz besteht im Bereitstellen einer großen Speicherkapazität,
die die hohen Datenmengen aufnimmt. Anzeigevorrichtungen besitzen
jedoch eine beschränkte Verarbeitungsgeschwindigkeit, und daher
kann man die elektrische Stromverteilung oder die magnetische Stromverteilung,
die durch eine hohe Datenmenge im Terrabytebereich beschrieben wird,
nicht in einer kurzen Zeit auf einer Anzeigevorrichtung darstellen.
Damit ist es auch mit diesem Ansatz schwierig, in der Praxis alle
Daten darzustellen.
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Ferner
werden die Übertragungswege, auf denen es wahrscheinlich
ist, dass die Signale verformt werden, gestützt auf die
Intuition eines erfahrenen Schaltungsentwicklers gewählt.
Damit können sich die Berechnungsergebnisse bei Schaltungsentwicklern
mit unterschiedlicher Erfahrung unterscheiden. Zeigt sich, dass
man ursprünglich die falschen Übertragungswege
gewählt hat, so müssen neue Übertragungswege
gewählt werden. Dadurch sinkt die Wirksamkeit der Analyse.
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Zudem
werden Daten, die die elektrische Stromverteilung oder die magnetische
Stromverteilung im zeitlichen Ablauf beschreiben, für jeden
der kleinen Zeitabschnitte auf der Zeitachse erzeugt. Auch dies
bewirkt eine Zunahme der Datenmenge.
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Es
werden nun bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand
der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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In
den Ausführungsformen der Erfindung umschließt
der Begriff ”elektromagnetischer Strom” die Bedeutung
sowohl von ”elektrischer Strom” als auch ”magnetischer
Strom”.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Computersystems, das als Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung wirkt. Ein Computersystem 10,
siehe 1, enthält eine Haupteinheit 11,
eine Anzeigeeinheit 12, eine Tastatur 13, eine Maus 14 und
ein Modem 15.
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In
die Haupteinheit 11 sind Elemente eingebaut, beispielsweise
eine CPU (Central Processing Unit, Zentraleinheit), ein HDD (Hard
Disk Drive, Festplattenlaufwerk) und ein Disklaufwerk. Die Anzeigeeinheit 12 dient
dem Anzeigen der Analyseergebnisse auf einem Anzeigebildschirm 12A durch
Befehle aus der Haupteinheit 11. Ein Beispiel für
die Anzeigeeinheit 12 ist ein Flüssigkristallmonitor.
Die Tastatur 13 ist eine Eingabeeinheit, die zum Eingeben
verschiedener Informationselemente in das Computersystem 10 dient.
Die Maus 14 ist eine Eingabeeinheit, die dem Festlegen
bestimmter Positionen auf dem Anzeigebildschirm 12A dient.
Das Modem 15 wird zum Zugriff auf externe Datenbanken verwendet,
um Programme herunterzuladen, die in anderen Computersystemen gespeichert
sind.
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Ein
Verarbeitungsprogramm für elektromagnetische Verteilungen
(Verarbeitungsprogramm-Software oder Werkzeug für die elektromagnetische
Verteilung) ist in dem Computersystem 10 installiert und versieht
das Computersystem 10 mit einer Funktion zum Berechnen
der elektromagnetischen Verteilung. Das Verarbeitungsprogramm für
elektromagnetische Verteilungen kann in einem transportablen Aufzeichnungsmedium
gespeichert sein, beispielsweise einer Disk 17, oder es
kann von einem Aufzeichnungsmedium 16 eines anderen Computersystems
heruntergeladen werden, und zwar mit Hilfe einer Kommunikationsvorrichtung,
beispielsweise dem Modem 15. Das Verarbeitungsprogramm
für elektromagnetische Verteilungen ist in dem Computersystem 10 installiert und
kompiliert.
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Das
Verarbeitungsprogramm für elektromagnetische Verteilungen
veranlasst das Computersystem 10 (z. B. eine im Weiteren
beschriebene CPU 21), als Verarbeitungsvorrichtung für
die elektromagnetische Verteilung zu arbeiten (oder als Verarbeitungssystem
für elektromagnetische Verteilungen), das eine Funktion
zum Berechnen der elektromagnetischen Verteilung aufweist. Das Verarbeitungsprogramm
für elektromagnetische Verteilungen kann in einem computerlesbaren
Aufzeichnungsmedium gespeichert sein, beispielsweise der Disk 17.
Ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium ist nicht auf ein transportables
Aufzeichnungsmedium eingeschränkt, beispielsweise die Disk 17,
einen IC-Kartenspeicher, eine Magnetstromdisk, etwa eine Floppy-Disk
(eingetragenes Warenzeichen), eine magneto-optische Disk und eine
CD-ROM. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann jedes beliebige Aufzeichnungsmedium
sein, auf das man mit einem Computersystem zugreifen kann, das über
eine Kommunikationsvorrichtung angeschlossen ist, beispielsweise
das Modem 15 oder ein LAN.
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2 zeigt
ein Blockdiagramm einer einschlägigen Anordnung in der
Haupteinheit 11 des Computersystems 10. Die Haupteinheit 11 enthält den
Prozessor (CPU) 21, eine Speichereinheit 22, die
ein RAM oder ein ROM enthält, ein Disklaufwerk 23 für
die Disk 17, und ein Festplattenlaufwerk (HDD) 24,
die über einen Bus 20 angebunden sind. In dieser Ausführungsform
sind die Anzeigeeinheit 12, die Tastatur 13 und
die Maus 14 über den Bus 20 mit der CPU 21 verbunden.
Diese Elemente können jedoch auch direkt an die CPU 21 angeschlossen
sein. Ferner kann die Anzeigeeinheit 12 über eine
bekannte Graphikschnittstelle (nicht dargestellt) zum Verarbeiten
der Eingabe/Ausgabe-Bilddaten an die CPU 21 angeschlossen
sein.
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Im
Computersystem 10 bilden die Tastatur 13 und die
Maus 14 eine Eingabeeinheit der Verarbeitungsvorrichtung
für die elektromagnetische Verteilung. Die Anzeigeeinheit 12 ist
eine Anzeigeeinheit zum Darstellen der Berechnungsergebnisse der elektromagnetischen
Verteilung auf dem Anzeigebildschirm 12A. Die CPU 21 arbeitet
zumindest als:
eine elektromagnetische Verarbeitungseinheit
zum Ermitteln der physikalischen Größe des elektromagnetischen
Stroms in jedem Gebiet abhängig von der Intensität
des elektromagnetischen Felds;
eine Verarbeitungseinheit für
elektromagnetische Änderungsgrößen, die
für jedes Gebiet die zeitliche Änderungsgröße
der physikalischen Größe des elektromagnetischen
Stroms gewinnt, den die elektromagnetische Verarbeitungseinheit
berechnet; und
eine Verarbeitungseinheit für die kumulierte Änderungsgröße,
die für jedes Gebiet einen kumulierten Wert gewinnt, den
man durch Ansammeln der zeitlichen Änderungsgrößen
der physikalischen Größe des elektromagnetischen
Stroms erhält, die die Verarbeitungseinheit für
elektromagnetische Änderungsgrößen berechnet.
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Der
Aufbau des Computersystems 10 ist nicht auf die Darstellungen
in 1 und 2 eingeschränkt. Man
kann anstelle der beschriebenen Elemente andere Elemente verwenden
oder Elemente hinzufügen.
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3A und 3B zeigen
eine elektronische Vorrichtung, in der die Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform die
elektromagnetische Verteilung berechnet. 3A zeigt
eine perspektivische durchsichtige Ansicht der elektronischen Vorrichtung,
und 3B eine gedruckte Schaltungsplatine, die in der
elektronischen Vorrichtung enthalten ist. In dieser Ausführungsform
dient ein Mobiltelefon 1 als Beispiel für die elektronische
Vorrichtung.
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3A zeigt,
dass außen auf dem Gehäuse 2 des Mobiltelefons 1 eine
Anzeigeeinheit 3 und eine Bedieneinheit 4 bereitgestellt
sind. Innerhalb des Gehäuses 2 befindet sich eine
gedruckte Schaltungsplatine 5, die gestrichelt dargestellt
ist.
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Das
Gehäuse 2 besteht aus Kunststoff oder Metall und
besitzt Öffnungen, in denen sich die Anzeigeeinheit 3 und
die Bedieneinheit 4 befinden. Die Anzeigeeinheit 3 kann
eine Flüssigkristalltafel sein, auf der Zeichen, Zahlen
und Bilder dargestellt werden. Die Bedieneinheit 4 umfasst
eine numerische Tastatur und diverse Auswahltasten zum Wählen
von Funktionen des Mobiltelefons 1. Das Mobiltelefon 1 kann
zusätzliche Vorrichtungen enthalten, beispielsweise eine
Nahbereichs-Kommunikationsvorrichtung (Infrarot-Kommunikationsvorrichtung,
Kommunikationsvorrichtung für elektronisches Geld) oder
eine Kamera.
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Die
in 3B dargestellte gedruckte Schaltungsplatine 5 ist
aus FR4 (glasfaserverstärkte und mit Epoxid laminierte
Tafeln) hergestellt. Auf der Oberfläche 5A der
gedruckten Schaltungsplatine 5 ist ein leitfähiges
Muster 6 ausgebildet, und zwar durch Aufbringen einer Kupferschicht
mit einem Strukturierungsverfahren. Das leitfähige Muster 6 bildet
die Übertragungswege verschiedener Signale, die zum Betrieb
der elektronischen Vorrichtung verwendet werden. Das leitfähige
Muster 6 kann durch eine Ätzprozedur mit Hilfe
eines Resistmaterials ausgebildet werden.
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Mit
dem leitfähigen Muster 6 sind ein IC (integrierte
Schaltung) und ein Speicher elektrisch verbunden. Das Mobiltelefon 1 verwendet
das IC und den Speicher für Kommunikationsvorgänge
bei Telefongesprächen, Emails und mit dem Internet.
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Das
FR4-Material, aus dem die gedruckte Schaltungsplatine 5 ausgebildet
ist, wird in der Regel durch das Schichten einer Anzahl isolierender
Lagen und das Anbringen von Kupferschichten mit einem Strukturierungsverfahren
zwischen den isolierenden Lagen, auf der obersten Fläche
der Schichtstruktur und der untersten Fläche der Schichtstruktur
hergestellt.
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Damit
können Verdrahtungen und Schaltkreise, die das Mobiltelefon 1 für
Kommunikationsvorgänge bei Telefongesprächen,
Emails und mit dem Internet verwendet, zwischen Lagen oder auf der
untersten Fläche des FR4-Materials ausgebildet sein.
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Die
gedruckte Schaltungsplatine 5 kann jede gängige
isolierende Platine aus einem anderen Material als FR4 sein, wenn
ein leitendes Muster 6 ausgebildet und eine Schaltung aufgebaut
wird.
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Zudem
kann das leitende Muster 6 aus jedem von Kupfer (Cu) verschiedenem
Metall (beispielsweise Aluminium (Al)) gefertigt sein, solange das
Material eine geringe Dämpfung und eine hohe Leitfähigkeit
aufweist.
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Die
CAD-Daten (Computer Aided Design, computergestützter Entwurf)
des leitenden Musters 6, das auf der gedruckten Schaltungsplatine 5 ausgebildet
ist, sind in dem HDD 24 gespeichert, das in 2 dargestellt
ist.
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4 zeigt
ein Beispiel für CAD-Daten, die von der Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform
verwendet werden. Die CAD-Daten enthalten die Größen
der Schichten, die in der gedruckten Schaltungsplatine 5 enthalten
sind, die Positionen und Größen der Durchgangslöcher,
die in der gedruckten Schaltungsplatine 5 enthalten sind,
die Schichtnummern der leitenden Muster 6, die in der gedruckten
Schaltungsplatine 5 ausgebildet sind, die Arten der Signale,
die Datengeschwindigkeit, die dielektrischen Konstanten, die Leitfähigkeit
für elektrischen Strom, die Breite der Drähte,
die Dicke der Kupferschicht, die Abstände zwischen den
Schichten, die Drahthöhen, die Positionen der Anfangspunkte
und die Positionen der Endpunkte. Die Positionen der Anfangspunkte
und die Positionen der Endpunkte werden als Längen bezogen
auf eine vorbestimmte Bezugsposition auf der gedruckten Schaltungsplatine 5 beschrieben.
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Es
wird nun das Verfahren zum Berechnen der elektromagnetischen Verteilung
beschrieben, das die Verarbeitungsvorrichtung für die elektromagnetische
Verteilung der Erfindung ausführt. In der folgenden Beschreibung
ist in dem in 2 dargestellten HDD 24 das
Verarbeitungsprogramm für die elektromagnetische Verteilung
abgelegt, das das Computersystem 10 veranlasst, als Verarbeitungsvorrichtung
für die elektromagnetische Verteilung zu wirken, das die
Funktion hat, die elektromagnetische Verteilung zu berechnen.
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5 zeigt
ein Funktionsblockdiagramm der Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform. Die
Funktionen werden implementiert, wenn die CPU 21 das Verarbeitungsprogramm
für die elektromagnetische Verteilung ausführt,
das in dem HDD 24 gespeichert ist.
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Die
Funktionen, die die CPU 21 implementiert, umfassen eine
Entwurfsdaten-Leseeinheit 211, eine Bedingungs-Erzeugungseinheit 212,
eine Analysemodell-Erzeugungseinheit 213, eine Berechnungseinheit 214 für
elektromagnetische Felder, eine Berechnungseinheit 215 für
die elektromagnetische Dichte, eine Berechnungseinheit 216 für
die Änderungsgröße der elektromagnetischen
Dichte, eine Berechnungseinheit 217 für die kumulierten
Werte der elektromagnetischen Dichte, eine Mittelwert-Berechnungseinheit 218,
eine Berechnungsergebnis-Anzeigeeinheit 219 und eine Verwaltungseinheit 220.
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Die
Entwurfsdaten-Leseeinheit 211 liest die in dem HDD 24 abgelegten
CAD-Daten.
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Die
Bedingungs-Erzeugungseinheit 212 erzeugt Analysebedingungen
zum Erzeugen des unten beschriebenen Analysemodells. Die Analysebedingungen
werden aus Bedingungen erzeugt, die über die Tastatur 13 oder
die Maus 14 eingegeben werden. Beispiele für die
Eingabebedingungen sind das zu untersuchende Gebiet (Analysebereich),
die Anzahl der Abschnitte, in die der Analysebereich in Richtung
der X-, Y- und Z-Achse unterteilt wird (Abschnittsanzahl), die Zeit
für die Analyse (Analysezeit), und die Zeit, die zum Berechnen
des Umfangs der Veränderung (Änderungsgröße)
im elektromagnetischen Strom während der Analysezeit verwendet wird.
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Die
Analysemodell-Erzeugungseinheit 213 diskretisiert den dreidimensionalen
Raum, der die gedruckte Schaltungsplatine 5 und das leitende
Muster 6 enthält, ausgehend von den Daten, die
den Analysebereich beschreiben und die Segmentnummer, unter den
Analysebedingungen, die die Bedingungs-Erzeugungseinheit 212 erzeugt,
und stellt das Analysemodell auf.
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Das
Analysemodell ist ein räumliches Modell, das einen Teil
(dreidimensionaler Bereich) der gedruckten Schaltungsplatine 5 und
des leitenden Musters 6 unterteilt, die im Analysebereich
enthalten sind. Genauer gesagt wird der Teil durch Segmentnummern
in Zellen in Richtung der X-, Y- und Z-Achse unterteilt, siehe 6.
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6 zeigt
ein Beispiel eines Analysemodells, das von der Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform verwendet
wird. Das Analysemodell, siehe 6, ist in ”1” Zellen
in Richtung der X-Achse (”1” ist eine ganze Zahl
größer gleich 2), ”m” Zellen
in Richtung der Y-Achse (”m” ist eine ganze Zahl
größer gleich 2) und ”n” Zellen
in Richtung der Z-Achse (”n” ist eine ganze Zahl
größer gleich 2) unterteilt. Damit enthält
das Analysemodell Zellen, die dreidimensional diskretisiert sind.
Die Koordinaten einer jeden Zelle sind (X, Y, Z).
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Die
Berechnungseinheit 214 für elektromagnetische
Felder in 5 berechnet die elektromagnetischen
Felddaten für jede Zelle und jede Zeiteinheit, beispielsweise
mit einem FDTD-Verfahren. Im Einzelnen werden die elektromagnetischen
Felddaten für jede Zeiteinheit Δt ab einem Anfangszeitpunkt to
für die Dauer t1 bis tend berechnet.
Man erhält elektromagnetische Felddaten, die die Intensität
und Richtung des elektromagnetischen Felds während der
Analysezeit t1 bis tend beschreiben.
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Den
Anfangswert der elektromagnetischen Felddaten (Anfangswert, der
die Intensität und Richtung des magnetischen Stromfelds
und des elektrischen Felds beschreibt) erhält die Berechnungseinheit 214 für
elektromagnetische Felder aus den Typen der Signale, die in den
CAD-Daten enthalten sind, der Datengeschwindigkeit und der dielektrischen
Konstante. Man kann den Anfangswert der elektromagnetischen Felddaten
für die Intensitäten sowohl des magnetischen Felds
als auch des elektrischen Felds zu null setzen.
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In
den elektromagnetischen Felddaten werden die magnetischen Felddaten
zu einem Zeitpunkt t durch ”Hx, y, z (t)” beschrieben,
und die elektrischen Felddaten zu einem Zeitpunkt t werden durch ”Ex,
y, z (t)” beschrieben. Die magnetischen Felddaten ”Hx, y,
z (t)” enthalten Werte für die Intensität
(skalare Größen) und Komponenten in Richtung der
X-, Y- und Z-Achse. In vergleichbarer Weise enthalten die elektrischen
Felddaten ”Ex, y, z (t)” Werte für die
Intensität (skalare Größen) und Komponenten
in Richtung der X-, Y- und Z-Achse.
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Die
magnetischen Felddaten ”Hx, y, z (t)” für jede
Zelle erhält man durch Berechnen von sechs Normalenvektoren
(jeweils zwei in Richtung der X-, Y- und Z-Achse), die die Intensitäten
und Richtungen der magnetischen Felder beschreiben, die durch die sechs
Oberflächen der Zelle verlaufen, und das Berechnen der
Intensität (skalare Größe) und Richtung eines
jeden Vektors, die als Mittelwert der magnetischen Felder der beiden
Normalenvektoren in Richtung der jeweiligen Achsen abgeleitet werden.
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Ferner
erhält man die elektrischen Felddaten ”Ex, y,
z (t)” für jede Zelle durch Berechnen des elektrischen
Felds an jeder der 12 Seiten, die die Zelle umgeben (vier Seiten
jeweils für die Richtung der X-, Y- und Z-Achse), und das
Berechnen des Mittelwerts der elektrischen Felder der vier Seiten
in den jeweiligen Achsenrichtungen, damit die elektrischen Feldwerte
erhalten werden.
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Die
Berechnungseinheit 215 für die elektromagnetische
Dichte nimmt eine Randintegration der magnetischen Felddaten ”Hx,
y, z (t)” vor, die von der Berechnungseinheit 214 für
elektromagnetische Felder berechnet werden, damit man eine elektrische Stromdichte ”Ix,
y, z (t)” zu einem Zeitpunkt t erhält. Zudem nimmt
die Berechnungseinheit 215 für die elektromagnetische
Dichte eine Randintegration der elektrischen Felddaten ”Ex,
y, z (t)” vor, damit man eine magnetische Stromdichte ”Jx,
y, z (t)” zu einem Zeitpunkt t erhält. Die elektrische
Stromdichte ”Ix, y, z (t)” und die magnetische
Stromdichte ”Jx, y, z (t)” erhält man
als physikalische Größen des elektromagnetischen
Stroms.
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Die
elektrische Stromdichte ”Ix, y, z (t)” enthält
Werte der elektrischen Stromdichte sowie Werte von Komponenten in
Richtung der X-, Y- und Z-Achse. Die magnetische Stromdichte ”Jx,
y, z (t)” enthält Werte der magnetischen Stromdichte
sowie Werte von Komponenten in Richtung der X-, Y- und Z-Achse.
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Die
Berechnungseinheit 216 für die Änderungsgröße
der elektromagnetischen Dichte verwendet die folgenden Gleichungen
(1) und (2) zum Berechnen der Beträge der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte ”Ix, y, z (t)” und
der magnetischen Stromdichte ”Jx, y, z (t)” für
jede Zeiteinheit. ΔIx, y,
z(t) = |Ix, y, z(t) – Ix, y, z(t – Δt)| (1)
ΔJx, y, z(t) = |Jx, y, z(t) – Jx,
y, z(t – Δt)| (2)
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Mit
Hilfe von Gleichung (1) oben erhält man den Betrag der Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte ”ΔIx, y, z (t)”.
Mit Hilfe von Gleichung (2) oben erhält man den Betrag der Änderungsgröße
der magnetischen Stromdichte ”ΔJx, y, z (t)”.
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Wie
beschrieben berechnet die Berechnungseinheit 216 für
die Änderungsgröße der elektromagnetischen
Dichte die Beträge der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte ”Ix, y, z (t)” und der
magnetischen Stromdichte ”Jx, y, z (t)” für
jede Zeiteinheit während der Analysezeit (t1 bis tend).
-
Die Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte ”ΔIx, y, z (t)” enthält
Werte der Komponenten in Richtung der X-, Y- und Z-Achse. Die Änderungsgröße
der magnetischen Stromdichte ”ΔJx, y, z (t)” enthält
ebenfalls Werte der Komponenten in Richtung der X-, Y- und Z-Achse.
-
Die
Berechnungseinheit 217 für die kumulierten Werte
der elektromagnetischen Dichte verwendet die folgende Gleichung
(3), um für jede Zelle den kumulierten Wert der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte zum Zeitpunkt t zu berechnen. Diese
Berechnung erfolgt ausgehend von den Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte ”ΔIx, y, z (t)” bis
zu einem Zeitpunkt t, den die Berechnungseinheit 216 für
die Änderungsgröße der elektromagnetischen
Dichte berechnet. Diese Prozedur wird bis zu einem Zeitpunkt tend wiederholt. SumΔIx,
y, z = Σt=t1,tend ΔIx,
y, z (t) (3)
-
Der
kumulierte Wert der Änderungsgrößen der
elektrischen Stromdichte für alle Zellen stellt die Verteilung
der elektrischen Stromdichte dar.
-
In ähnlicher
Weise verwendet die Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte die folgende
Gleichung (4) um für jede Zelle den kumulierten Wert der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte zum Zeitpunkt t zu berechnen. Diese
Berechnung erfolgt ausgehend von den Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte ”ΔJx, y, z (t)” bis
zu einem Zeitpunkt t, den die Berechnungseinheit 216 für
die Änderungsgröße der elektromagnetischen
Dichte berechnet. Diese Prozedur wird bis zu einem Zeitpunkt tend wiederholt. SumΔJx,
y, z = Σt=t1,tend ΔJx,
y, z (t) (4)
-
Der
kumulierte Wert der Änderungsgrößen der
magnetischen Stromdichte für alle Zellen stellt die Verteilung
der magnetischen Stromdichte dar.
-
In
dieser Ausführungsform berechnet die Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte den kumulierten
Wert der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte durch das Aufsummieren aller Änderungsgrößen (Beträge)
der elektrischen Stromdichte während der Analysezeit (t1
bis tend). Ist es jedoch wahrscheinlich, dass
der Wert durch Rauschen wesentlich abweicht, so kann man bevorzugen,
derartige Änderungsgrößen mit beträchtlichen
Abweichungen nicht zu kumulieren, damit man einen endgültigen
Summenwert mit hoher Zuverlässigkeit erhält. Beispielsweise
werden ein Untergrenzen-Grenzwert und ein Obergrenzen-Grenzwert
der Änderungsgröße (Betrag) in der Speichereinheit 22 abgelegt.
Bevor die Berechnungseinheit 217 für die kumulierten
Werte der elektromagnetischen Dichte das Aufsummieren vornimmt,
werden die Änderungsgrößen mit dem Untergrenzen-Grenzwert
und dem Obergrenzen-Grenzwert verglichen. Nur die Änderungsgrößen,
die zwischen dem Untergrenzen-Grenzwert und dem Obergrenzen-Grenzwert
liegen, werden zum Berechnen von SumΔIx, y, z der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte herangezogen.
-
In
gewissen elektronischen Vorrichtungen kann der Fall auftreten, dass
man die Anstiegszeit zum Umschalten in einen stationären
Zustand bereits kennt, oder es kann der Fall auftreten, dass man
nur die Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte während einer bestimmten Zeitspanne in der
Analysezeit (t1 bis tend) akkumuliert. In
diesen Fällen kann man die Anfangszeit und die Beendigungszeit
des Akkumulierens der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte zu bestimmten Zeitpunkten innerhalb
der Analysezeit (t1 bis tend) setzen. Somit
berechnet die Berechnungseinheit 217 für die kumulierten
Werte der elektromagnetischen Dichte den kumulierten Wert dadurch,
dass sie nur die Änderungsgrößen der
elektrischen Stromdichte zwischen der eingestellten Anfangszeit
und der Beendigungszeit aufsummiert.
-
Zudem
kann in einigen elektronischen Vorrichtungen der Fall auftreten,
dass nur die Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte kumuliert werden, die in einem bestimmten Bereich des
Analysegebiets (X, Y, Z) = (1, 1, 1) bis (l, m, n) enthalten sind.
In diesem Fall kann man die Anfangskoordinaten und die Endkoordinaten
zum Akkumulieren der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte an bestimmten Positionen im Analysegebiet
festlegen. Somit berechnet die Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte den kumulierten
Wert dadurch, dass sie nur die Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte zwischen den eingestellten Anfangskoordinaten
und den Endkoordinaten aufsummiert.
-
7A und 7B zeigen
Beispiele für kumulierte Daten der Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte, die von der Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform berechnet
werden. 7A gibt die kumulierten Werte
SumΔIx, y, z der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte an, und 7B die
kumulierten Werte SumΔJx, y, z der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte.
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Wie
beschrieben berechnet die Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte den kumulierten
Wert der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte SumΔIx, y, z und den kumulierten Wert der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte SumΔJx, y, z. Die kumulierten
Werte für jede Zelle werden wie in 7A und 7B angegeben
in dem HDD 24 gespeichert.
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Die
Summenwerte der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte SumΔIx, y, z und die Summenwerte der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte SumΔJx, y, z sind Werte, die
man durch Aufsummieren der Beträge der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte und der magnetischen Stromdichte bis
zu einem Zeitpunkt t in jeder Zelle erhält. Damit stellt
der kumulierte Wert den Umfang der Veränderung im elektrischen
Strom und im magnetischen Strom in jeder Zelle dar.
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Zudem
erhält man den kumulierten Wert der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte SumΔIx, y, z und den kumulierten
Wert der Änderungsgrößen der magnetischen
Stromdichte SumΔJx, y, z durch Summieren der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte und der magnetischen Stromdichte in
Richtung der Zeit. Damit benötigt man für jede
Zelle nur einen Datenpunkt. Das Datenvolumen lässt sich
also verringern.
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Die
in 5 dargestellte Mittelwert-Berechnungseinheit 218 berechnet
den Mittelwert der kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte SumΔI x, y, z, die für
jede Zelle durch die Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte gewonnen werden. Die
Mittelwert-Berechnungseinheit 218 berechnet auch den Mittelwert
der kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte SumΔJx, y, z, die für
jede Zelle durch die Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte gewonnen werden.
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Die
Mittelwerte können ausgehend von den kumulierten Werten
der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte SumΔIx, y, z und den kumulierten Werten der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte SumΔJx, y, z für
alle Zellen berechnet werden. In einem anderen Beispiel kann man
die Mittelwerte ausgehend von kumulierten Werten innerhalb einer
Standardabweichung berechnen, siehe unten, wenn es wahrscheinlich
ist, dass Werte aufgrund von Rauschen Abweichungen zeigen.
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Die
Mittelwert-Berechnungseinheit 218 verwendet die folgende
Gleichung (5) zum Berechnen des Mittelwerts von kumulierten Werten
innerhalb einer vorbestimmten Standardabweichung ±σI aus den kumulierten Werten der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte SumΔIx, y, z. AveΔI = 1/a Σ x = 1,l Σ y
= 1, m Σ z = 1,n SumΔIx, y, z (5)
-
In
Gleichung (5) bezeichnet ”a” die Anzahl der kumulierten
Werte innerhalb der vorbestimmten Standardabweichung ±σI aus den kumulierten Werten der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte SumΔIx, y, z.
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In ähnlicher
Weise verwendet die Mittelwert-Berechnungseinheit 218 die
folgende Gleichung (6) zum Berechnen des Mittelwerts der kumulierten Werte
innerhalb einer vorbestimmten Standardabweichung ±σJ aus den kumulierten Werten der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte SumΔJx, y, z. AveΔJ = 1/b Σ x = 1,l Σ y
= 1,m Σ z = 1, n SumΔJx, y, z (6)
-
In
Gleichung (6) bezeichnet ”b” die Anzahl der kumulierten
Werte innerhalb der vorbestimmten Standardabweichung ±σJ aus den kumulierten Werten der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte SumΔJx, y, Z.
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In
dieser Ausführungsform berechnet die Mittelwert-Berechnungseinheit 218 den
Mittelwert der kumulierten Werte innerhalb einer Standardabweichung
(±σI, ±σJ). In einem weiteren Beispiel kann die Mittelwert-Berechnungseinheit 218 jedoch
den Mittelwert der kumulierten Werte berechnen, die eine vorbestimmte
Differenz bezogen auf den Mittelwert aller kumulierten Werte haben
(plus/minus einem Grenzwert).
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Die
in 5 dargestellte Berechnungsergebnis-Anzeigeeinheit 219 zeigt
auf dem Anzeigebildschirm 12A der in 1 dargestellten
Anzeigeeinheit 12 die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte oder der magnetischen Stromdichte an,
die die Berechnungseinheit 217 für die kumulierten
Werte der elektromagnetischen Dichte berechnet. Die angezeigten
Inhalte werden im Weiteren beschrieben.
-
Die
in 5 dargestellte Verwaltungseinheit 220 ist
eine Datenverwaltungseinheit, die den Vorgang des Datenspeicherns
in dem HDD 24 verwaltet. Die Inhalte der Verarbeitung,
die die Verwaltungseinheit 220 vornimmt, werden anhand
des in 8 dargestellten Flussdiagramms beschrieben.
-
8 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen der elektrischen
Stromdichte, das von der Verarbeitungsvorrichtung für elektromagnetische
Verteilungen der Ausführungsform vorgenommen wird. Die
Berechnung in 8 erfolgt dadurch, dass die
CPU 21 ein Verarbeitungsprogramm für die elektromagnetische
Verteilung gemäß der Ausführungsform
ausführt, das die Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen veranlasst, dass sie die Funktion
des Berechnens der elektromagnetischen Verteilung ausführt.
Es sei vorausgesetzt, dass sich die Berechnungszeit von t1 (Anfangszeit)
bis tend (Beendigungszeit) erstreckt.
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In
dieser Prozedur berechnet die Verarbeitungseinheit für
die elektromagnetische Verteilung die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte und der magnetischen Stromdichte für
jede der Zellen, die im Analysebereich (X = 1 ~ I, Y = 1 m, Z =
1 n) enthalten sind, und zwar beginnend bei Zellen mit kleineren
Koordinatenwerten und fortschreitend zu Zellen mit größeren
Koordinatenwerten. Die Berechnungsprozedur erfolgt der Reihe nach
in Richtung der X-, Y- und Z-Achse beginnend mit einer Zelle, die
die Koordinaten (X, Y, Z) = (1, 1, 1) hat, bis zu einer Zelle, die
die Koordinaten (X, Y, Z) = (I, m, n) hat.
-
Zu
Beginn der Berechnungsprozedur setzt die CPU 21 den Zeitpunkt
t für das Ausführen der Analyse auf einen Anfangszeitpunkt
to (Schritt S1).
-
Nun
setzt die CPU 21 die Z-Koordinate im Analysebereich auf
Z = 1 (Schritt S2). Die Berechnung in Z-Richtung erfolgt der Reihe
nach durch Inkrementieren des Koordinatenwerts von Z = 1 bis Z = n.
-
Nun
setzt die CPU 21 die Y-Koordinate im Analysebereich auf
Y = 1 (Schritt S3).
-
Die
Berechnung in Y-Richtung erfolgt der Reihe nach durch Inkrementieren
des Koordinatenwerts von Y = 1 bis Y = m.
-
Nun
setzt die CPU 21 die X-Koordinate im Analysebereich auf
X = 1 (Schritt S4). Die Berechnung in X-Richtung erfolgt der Reihe
nach durch Inkrementieren des Koordinatenwerts von X = 1 bis X = I.
-
Nun
berechnet die CPU 21 das elektromagnetische Feld (Schritt
S5). Die Berechnungsprozedur im Schritt S5 erfolgt, damit man ein
magnetisches Feld Hx, y, z und ein elektrisches Feld Ex, y, z gewinnt,
das sich während einer Zeiteinheit geändert hat,
und zwar ausgehend von einem Wert des elektromagnetischen Felds
vor dem Verstreichen der Zeiteinheit, der Datengeschwindigkeit und
der dielektrischen Konstante. Die Berechnungsprozedur im Schritt
S5 erfolgt durch die Berechnungseinheit 214 für
elektromagnetische Felder in den Funktionsblöcken in der
CPU 21, die in 5 dargestellt sind. Der Wert
des elektromagnetischen Felds vor dem Verstreichen einer Zeiteinheit
ist temporär im RAM der Speichereinheit 22 hinterlegt.
-
Die
CPU 21 nimmt eine Randintegration des im Schritt S5 erhaltenen
magnetischen Felds Hx, y, z vor, um die elektrische Stromdichte
Ix, y, z in der Zelle zu berechnen. Zudem nimmt die CPU 21 eine
Randintegration des im Schritt S5 erhaltenen elektrischen Felds
Ex, y, z vor, um die magnetische Stromdichte Jx, y, z in der Zelle
zu berechnen. Die CPU 21 nutzt die obigen Gleichungen (1)
und (2) zum Berechnen der Änderungsgrößen ΔIx,
y, z(t) und ΔJx, y, z der elektrischen Stromdichte Ix,
y, z bzw. der magnetischen Stromdichte Jx, y, z für jede
Zeiteinheit (Schritt S6). Die Berechnungsprozedur im Schritt S6
wird von der Berechnungseinheit 215 für die elektromagnetische
Dichte und der Berechnungseinheit 216 für die Änderungsgröße
der elektromagnetischen Dichte in den in 5 dargestellten
Funktionsblöcken in der CPU 21 vorgenommen.
-
Die
CPU 21 nutzt die obigen Gleichungen (3) und (4) zum Akkumulieren
der im Schritt S6 berechneten Änderungsgrößen ΔIx,
y, z(t) der elektrischen Stromdichte und der Änderungsgrößen ΔJx,
y, z der magnetischen Stromdichte, und zum Berechnen des kumulierten
Werts SumΔIx, y, z der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte bis zu einem Zeitpunkt t, und zum Berechnen
des kumulierten Werts SumΔJx, y, z der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte bis zu einem Zeitpunkt t (Schritt S7).
Die Berechnungsprozedur im Schritt S7 wird von der Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte in den in 5 dargestellten
Funktionsblöcken in der CPU 21 vorgenommen.
-
Nun
speichert die CPU 21 in dem HDD 24 den im Schritt
S7 berechneten kumulierten Wert SumΔIx, y, z der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte und den kumulierten Wert SumΔJx,
y, z der Änderungsgrößen der magnetischen
Stromdichte entsprechend zur Zelle. Die Prozedur zum Speichern der
kumulierten Werte im HDD 24 im Schritt S8 wird von der
Verwaltungseinheit 220 in den in 5 dargestellten
Funktionsblöcken in der CPU 21 vorgenommen.
-
Von
den von der CPU 21 in den Schritten S5 bis S7 berechneten
Werten werden von der Verwaltungseinheit 220 im HDD 24 nur
die kumulierten Werte SumΔIx, y, z der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte und die kumulierten Werte SumΔJx,
y, z der Änderungsgrößen der magnetischen
Stromdichte der im Schritt S7 berechneten Daten gespeichert. D.
h., die Verwaltungseinheit 220 speichert die kumulierten
Werte in dem HDD 24, wenn die Berechnungseinheit 215 für
die elektromagnetische Dichte die elektromagnetische Dichte für eine
bestimmte Zelle berechnet hat, und wenn die Berechnungseinheit 216 für
die Änderungsgröße der elektromagnetischen
Dichte die zeitlichen Änderungsgrößen
der elektromagnetischen Dichte für die bestimmte Zelle
berechnet hat, und wenn die Berechnungseinheit 217 für
die kumulierten Werte der elektromagnetischen Dichte die berechneten
zeitlichen Änderungsgrößen der elektromagnetischen
Dichte für die bestimmte Zelle kumuliert hat.
-
Damit
speichert die CPU 21 während der Berechnung im
RAM der Speichereinheit 22 nach Bedarf zeitweilig das magnetische
Feld Hx, y, z, das elektrische Feld Ex, y, z, die elektrische Stromdichte Ix,
y, z und die magnetische Stromdichte Jx, y, z, die in den Schritten
S5 und S6 berechnet wurden. Dadurch verringert sich der Umfang der
im HDD 24 gespeicherten Daten.
-
Nun
inkrementiert die CPU 21 den Koordinatenwert der X-Achse
(X = X + 1) (Schritt S9).
-
Nun
stellt die CPU 21 fest, ob der Koordinatenwert der X-Achse
die Bedingung X > I
erfüllt (Schritt S10). Dies dient der Feststellung, ob
der Koordinatenwert der X-Achse den Maximalwert I erreicht hat.
-
Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt S10 die Bedingung X > 1 nicht erfüllt
ist, kehrt der Ablauf zum Schritt S5 zurück und wiederholt
die Prozedur in den Schritten S5 bis S10.
-
Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt S10 die Bedingung X > 1 erfüllt
ist, so geht der Ablauf zum Schritt S11 über, und der Koordinatenwert
der Y-Achse wird erhöht (Y = Y + 1) (Schritt S11).
-
Nun
stellt die CPU 21 fest, ob der Koordinatenwert der Y-Achse
die Bedingung Y > m
erfüllt (Schritt S12). Dies dient der Feststellung, ob
der Koordinatenwert der Y-Achse den Maximalwert m erreicht hat.
-
Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt S12 die Bedingung Y > m nicht erfüllt
ist, kehrt der Ablauf zum Schritt S4 zurück und wiederholt
die Prozedur in den Schritten S4 bis S12.
-
Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt S12 die Bedingung Y > m erfüllt
ist, so geht der Ablauf zum Schritt S13 über, und der Koordinatenwert
der Z-Achse wird erhöht (Z = Z + 1) (Schritt S13).
-
Nun
stellt die CPU 21 fest, ob der Koordinatenwert der Z-Achse
die Bedingung Z > n
erfüllt (Schritt S14). Dies dient der Feststellung, ob
der Koordinatenwert der Z-Achse den Maximalwert n erreicht hat.
-
Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt S14 die Bedingung Z > n nicht erfüllt
ist, kehrt der Ablauf zum Schritt S3 zurück und wiederholt
die Prozedur in den Schritten S3 bis S14.
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Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt S14 die Bedingung Z > n erfüllt
ist, so geht der Ablauf zum Schritt S15 über, und sie fügt
der Analysezeit t eine Zeiteinheit Δt hinzu (Schritt S15).
Dies dient zum Berechnen des magnetischen Felds, des elektrischen Felds,
der elektrischen Stromdichte und der magnetischen Stromdichte für
jede Zelle in jeder verstrichenen Zeiteinheit. Die Zeiteinheit Δt
entspricht der Zeitdauer zwischen jeweils zwei Zeitpunkten in der
Analysezeit. Die Zeiteinheit Δt kann frei gewählt
werden.
-
Die
CPU 21 stellt fest, ob die Beziehung t > tend zwischen der Analysezeit t und der
Beendigungszeit tend erfüllt ist (Schritt S16). Dies erfolgt,
da die Prozedur von Schritt S2 bis Schritt S16 bis zum Beendigungszeitpunkt
tend wiederholt ausgeführt wird.
-
Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt 516 die Bedingung
t > tend nicht erfüllt
ist, so geht der Ablauf zum Schritt S2 zurück, und die
Prozedur der Schritte S2 bis S16 wird erneut ausgeführt.
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Stellt
die CPU 21 fest, dass im Schritt S16 die Bedingung t > tend erfüllt
ist, so geht der Ablauf zum Schritt S17 über, und die CPU
verwendet die obigen Gleichungen (5) und (6) zum Berechnen des Mittelwerts
AveΔI der kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte bzw. des Mittelwerts AveΔJ
der kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte (Schritt S17). Der Schritt S17 wird
von der Mittelwert-Berechnungseinheit 218 in den in 5 dargestellten
Funktionsblöcken in der CPU 21 vorgenommen.
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Im
Schritt S17 wird der Mittelwert AveΔI für kumulierte
Werte innerhalb einer vorbestimmten Standardabweichung ±σI der kumulierten Werte SumΔIx,
y, z der Änderungsgrößen der elektrischen Stromdichte
berechnet. Zudem wird der Mittelwert AveΔJ für
kumulierte Werte innerhalb einer vorbestimmten Standardabweichung ±σJ der kumulierten Werte SumΔJx,
y, z der Änderungsgrößen der magnetischen
Stromdichte berechnet.
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Nun
beendet die CPU 21 die Berechnung der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte, der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte, der kumulierten Werte der Beträge
der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte und der magnetischen Stromdichte und der Mittelwerte
der kumulierten Werte der elektrischen Stromdichte und der magnetischen
Stromdichte im Analysemodell der Verarbeitungsvorrichtung für
die elektromagnetische Verteilung der Ausführungsform (ENDE).
-
9 und 10 zeigen
die elektrische Stromdichte und die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte, die von der Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform
berechnet werden. Zur Vereinfachung werden hier nur die elektrische
Stromdichte und kumulierte Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte beschrieben. Die gleiche Beschreibung
ist jedoch auch auf die magnetische Stromdichte und die kumulierten
Werte der Änderungsgrößen der magnetischen
Stromdichte anwendbar.
-
In 9 und 10 geben
die Daten (A) auf der linken Seite die elektrischen Stromdichten
zu jedem Zeitpunkt für die Zeitpunkte von t0 bis t18 an.
In 9 und 10 geben die Daten (B) auf der
rechten Seite die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichten zu jedem Zeitpunkt für die
Zeitpunkte von t0 bis t18 an.
-
Zur
Vereinfachung enthält in 9 und 10 jeder
Abschnitt, der von einem Rahmen umgeben ist, 25 Zellen (5 Zellen
in Richtung der X-Achse und 5 Zellen in Richtung der y-Achse), die
in einer der Schichten mit gleichem Z-Achsen-Koordinatenwert angeordnet
sind. in jedem dieser Abschnitte sind die elektrischen Stromdichten
und die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte durch einfache Zahlen dargestellt.
-
Zudem
sind zur Vereinfachung Koordinatenwerte von 1 bis 5 entlang der
X-Achse und der Y-Achse für die Verteilung der elektrischen
Stromdichte zu jedem Zeitpunkt zugewiesen. D. h., von den 25 Zellen
hat zu jedem Zeitpunkt die linke untere Zelle die Koordinaten (X,
Y) = (1, 1) und die oberste rechte Zelle hat die Koordinaten (X,
Y) = (5, 5).
-
Zum
Zeitpunkt t0, siehe 9(A), ist die elektrische
Stromdichte in allen Zellen null. Zum Zeitpunkt t0, siehe 9(B), ist somit der kumulierte Wert der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte in allen Zellen null.
-
Zum
Zeitpunkt t1, siehe 9(A), ist die elektrische
Stromdichte in der Zelle (X, Y) = (1, 5) gleich 1. Dies zeigt an,
dass ein elektrischer Stromfluss begonnen hat. Zum Zeitpunkt t1,
siehe 9(B), ist somit der kumulierte
Wert der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte in der Zelle (X, Y) = (1, 5) gleich 1,0.
-
Zu
den Zeitpunkten t2 bis t5, siehe 9(A), wird
die elektrische Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (2, 5), (3, 5),
(3, 4), (3, 3) nacheinander zu 1. Dies zeigt an, dass der elektrische
Strom hineinfließt. Somit wird, siehe 9(B),
der kumulierte Wert der Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte nacheinander 1,0, und zwar in den Zellen
(X, Y) = (2, 5), (3, 5), (3, 4), (3, 3).
-
Zum
Zeitpunkt t6, siehe 9(A), verzweigt der
Stromfluss in eine Zelle (X, Y) = (3, 2) und eine Zelle (X, Y) =
(4, 3), und zwar jeweils mit den elektrischen Stromdichten 0,9 bzw.
0,1. Somit wird, siehe 9(B), der kumulierte
Wert der Änderungsgröße der elektrischen
Stromdichte 0,9 bzw. 0,1, und zwar in den Zellen (X, Y) = (3, 2)
und (X, Y) = (4, 3).
-
Zu
den Zeitpunkten t7 bis t9, siehe 9(A), fließt
der elektrische Strom mit einer elektrischen Stromdichte von 0,9
nacheinander in die Zellen (X, Y) = (3, 1), (2, 1), (1, 1). Inzwischen
fließt der elektrische Strom mit einer elektrischen Stromdichte
von 0,1 zum Zeitpunkt 7 in die Zelle (X, Y) = (5, 3) und
fließt anschließend aus den 25 Zellen hinaus.
-
Zu
den Zeitpunkten t7 bis t9, siehe 9(B), nimmt
der kumulierte Wert der Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (3, 1), (2,
1), (1, 1) nacheinander den Wert 0,9 an. Zudem nimmt zum Zeitpunkt
t7 und später der kumulierte Wert der Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte in der Zelle (X, Y) = (5, 3) den Wert
0,1 an.
-
Zum
Zeitpunkt t10, siehe 10(A), wird die elektrische
Stromdichte in der Zelle (X, Y) = (1, 5) null. Damit nimmt zum Zeitpunkt
t10, siehe 10(B), die die kumulierten
Werte der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte angibt, der kumulierte Wert der Änderungsgröße
der elektrischen Stromdichte in der Zelle (X, Y) = (1, 5) den Wert
2,0 an.
-
Zu
den Zeitpunkten t11 bis t14, siehe 10(A),
nimmt die elektrische Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (2, 5),
(3, 5), (3, 4), (3, 3) nacheinander den Wert null an. Somit nimmt
zu den Zeitpunkten t11 bis t14, siehe 10(B),
die Änderungsgröße (Betrag) der elektrischen
Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (2, 5), (3, 5), (3, 4), (3, 3)
nacheinander den Wert 2,0 an.
-
Zum
Zeitpunkt t15, siehe 10(A), wird die elektrische
Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (3, 2), (4, 3) null, und zum
Zeitpunkt t16 ist die elektrische Stromdichte in den Zellen (X,
Y) = (3, 1), (5, 3) null. Damit nimmt zum Zeitpunkt t15, siehe 10(B), die Änderungsgröße
(Betrag) der elektrischen Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (3,
2), (4, 3) die Werte 1,8 bzw. 0,2 an. Zum Zeitpunkt t16 nimmt die Änderungsgröße
(Betrag) der elektrischen Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (3,
1), (5, 3) die Werte 1,8 bzw. 0,2 an.
-
Zu
den Zeitpunkten t17 und t18, siehe 10(A),
nimmt die elektrische Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (2, 1),
(1, 1) nacheinander den Wert null an. Somit nimmt zu den Zeitpunkten
t17 und t18, siehe 10(B), die Änderungsgröße
(Betrag) der elektrischen Stromdichte in den Zellen (X, Y) = (2,
1), (1, 1) den Wert 1,8 an.
-
11A und 11B zeigen
Beispiele, in denen endgültige kumulierte Werte der Änderungsgrößen
der elektrischen Stromdichte auf dem Anzeigeschirm 12A der
Anzeigeeinheit 12 von der Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Verteilungen der Ausführungsform dargestellt
werden.
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11A zeigt ein Beispiel, in dem die Differenzen
zwischen den kumulierten Werten und einem Mittelwert (1,91) der
kumulierten Werte durch Prozentbereiche dargestellt sind (~ –20%, –20%,
~ –10%, –10% ~ +10%, +10% ~ +20%, +20%~), und zwar
mit Punkten unterschiedlicher Dichte in den jeweiligen Bereichen. 11B zeigt ein Beispiel, in dem die kumulierten
Werte der Änderungsgrößen (Betrag) der
elektrischen Stromdichte in Wertebereiche unterteilt sind (0 ~ 1,0,
1,0 ~ 1,5, 1,5 ~ 2,0, 2,0 ~ 2,5, 2,5 ~ 3,0), und zwar mit Punkten
unterschiedlicher Dichte in den jeweiligen Bereichen.
-
In 11A und 11B sind
dunkle Punkte den Zellen mit hohen kumulierten Werten der Änderungsgrößen
(Betrag) der elektrischen Stromdichte zugeordnet, die sich zum Endzeitpunkt
t18, siehe 10(B), angesammelt haben.
Dagegen sind helle Punkte den Zellen mit geringen kumulierten Werten zugeordnet,
beispielsweise den Zellen (X, Y) = (4, 3), (5, 3). Die endgültigen
kumulierten Werte der Änderungsgrößen
(Beträge) der elektrischen Stromdichte sind Summen der Änderungsgrößen
(Beträge) in Zeitrichtung. Daher ist das Datenvolumen gering, und
die Übertragungswege der Signale werden korrekt angezeigt.
Das Gleiche gilt für die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
(Beträge) der magnetischen Stromdichte.
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12A bis 12C zeigen
Vergleichsbeispiele für angezeigte elektrische Stromdichteverteilungen
zu einem gewissen Zeitpunkt, wobei 12A die
elektrische Stromdichteverteilung durch Abstufungen darstellt, 12B die elektrische Stromdichteverteilung durch
Kegel mit unterschiedlichen Dichten, und 12C die
elektrische Stromdichteverteilung durch Schichtlinien.
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Die
Verteilungen der elektrischen Stromdichte, die in 12A bis 12C dargestellt
sind, werden durch Schätzen der Positionen ausgebildet,
an denen ein erfahrener Schaltungsentwickler annimmt, dass sich
die elektrischen Strompfade ausbilden. Die Verteilung der elektrischen
Stromdichte an diesen Positionen wird mit einer dreidimensionalen elektromagnetischen
Feldanalyse untersucht, und die Untersuchungsergebnisse werden ausgegeben.
Eine derartige Verteilung der elektrischen Stromdichte für einen
bestimmten Zeitpunkt wird für zahlreiche Zeitpunkte ermittelt.
Die zeitliche Änderung der Verteilung der elektrischen
Stromdichte wird visuell festgestellt, und Abschnitte, in denen
hohe elektrische Stromdichten verteilt sind, werden als elektrische Stromwege
festgestellt.
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Üblicherweise
wird die elektrische Stromdichte durch Abstufungen, Kegel oder Schichtlinien dargestellt.
Mit der herkömmlichen Vorgehensweise wird die elektrische
Stromdichte jedoch nur zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestellt.
Daher muss man in den Fällen, in denen sich die elektrische
Stromdichte im Verlauf der Zeit beträchtlich ändert,
die Verteilung der elektrischen Stromdichte für zahlreiche Zeitpunkte
berechnen. Folglich nimmt das Datenvolumen zu, und es wird schwierig,
die Analyse wirksam vorzunehmen.
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Dagegen
werden bei der Verarbeitungsvorrichtung für elektromagnetische
Verteilungen der Ausführungsform wie beschrieben die Beträge
der Änderungsgrößen der elektrischen
Stromdichte und die Beträge der Änderungsgrößen
der magnetischen Stromdichte in zeitlicher Richtung akkumuliert,
und die Verteilung der elektrischen Stromdichte und der magnetischen
Stromdichte wird durch kumulierte Werte beschrieben. Daher ist die
elektromagnetische Verteilung der Signale exakt und mit geringen
Datenmengen leicht beschreibbar, und man benötigt keine unterschiedlichen
Sätze von elektrischen Stromdichten und magnetischen Stromdichten,
die zahlreichen Zeitpunkten zugeordnet sind.
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Zudem
werden die Daten, die die zeitlichen Änderungen der elektromagnetischen
Verteilung beschreiben, zum Darstellen der elektromagnetischen Verteilung
nicht verwendet. Daher wird eine geringe Datenmenge für
die Anzeige der elektromagnetischen Verteilung eingesetzt. Damit
ist es möglich, die elektromagnetische Verteilung für
alle Gebiete auf der gedruckten Schaltungsplatine zu berechnen.
Somit ist die elektromagnetische Verteilung wirksam und exakt gekennzeichnet
und hängt nicht von der Intuition eines erfahrenen Schaltungsentwicklers
ab. Daher lassen sich hochdichte und kompakte elektronische Geräte
mit hoher Leistung leicht entwerfen.
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Es
lässt sich also die elektromagnetische Verteilung für
alle auf der gedruckten Schaltungsplatine ausgebildeten Übertragungswege
berechnen, ohne dass übermäßig Zeit beansprucht
wird. Damit wird die TAT zum Untersuchen der Übertragungswege
wesentlich verringert, und die Wirksamkeit der Analyse wächst.
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Da
das Datenvolumen gering ist, kann man zudem die Berechnungsergebnisse
in einer kurzen Zeitspanne leicht anzeigen.
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Zudem
kann man mit einer geringen Speicherkapazität zum Ablegen
der Daten auskommen. Man kann daher die Verarbeitungsvorrichtung
für elektromagnetische Verteilungen zu einem geringen Preis
bereitstellen.
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In 11A und 11B sind
die elektromagnetischen Verteilungen in schwarz und weiß dargestellt;
man kann die elektromagnetischen Verteilungen jedoch auch farbig
darstellen. Bei einer Darstellung in Farben kann man unterschiedliche
Farben zum Anzeigen der verschiedenen Bereiche benutzen anstatt
unterschiedliche Punktdichten wie in 11A und 11B zu verwenden.
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In 11A sind die Differenzen zwischen den kumulierten
Werten und dem Mittelwert in Prozentbereiche unterteilt. In 11B sind die kumulierten Werte der Änderungsgrößen
(Beträge) in Wertebereiche unterteilt. Zum Darstellen der
jeweiligen Bereiche werden unterschiedliche Punktdichten benutzt.
In beiden Abbildungen 11A und 11B werden die kumulierten Werte aller Bereiche
dargestellt.
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Es
kann jedoch der Fall eintreten, dass nur einige Bereiche dargestellt
werden (beispielsweise nur die Bereiche –20% ~ +20% in 11A oder nur der Bereich 2,0 ~ 2,5 in 11B). In einem solchen Fall kann die Bedingungs-Erzeugungseinheit 212 Bedingungen
der Bereiche gemäß der Eingabe von der Tastatur 13 erzeugen,
und die Berechnungsergebnis-Anzeigeeinheit 219 kann die
Bereiche gemäß den erzeugten Bedingungen anzeigen.
Die Bedingungs-Erzeugungseinheit 212 kann auch eine besondere
Breite für jeden Bereich abhängig von der Eingabe über
die Tastatur 13 einstellen.
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In
der obigen Beschreibung wird die elektrische Stromdichte oder die
magnetische Stromdichte als physikalische Größe
des elektromagnetischen Stroms verwendet. Die physikalische Größe
des elektromagnetischen Stroms ist jedoch nicht auf die elektrische
Stromdichte oder die magnetische Stromdichte eingeschränkt,
solange nur die Verteilung des elektrischen Stroms bzw. die Verteilung
des magnetischen Stroms durch kumulierte Werte von zeitlichen Änderungen
beschrieben wird.
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Zudem
wird in der obigen Beschreibung das FDTD-Verfahren zum Berechnen
des elektromagnetischen Felds verwendet. Das Verfahren zum Berechnen
des elektromagnetischen Felds ist jedoch nicht auf das FDTD-Verfahren
eingeschränkt. Das elektromagnetische Feld kann mit jedem
beliebigen Verfahren berechnet werden, wenn nur die zeitliche Änderungsgröße
des elektromagnetischen Felds bestimmt wird. Man kann beispielsweise
das Momentenverfahren zum Berechnen der zeitlichen Änderungsgröße
des elektromagnetischen Felds einsetzen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung werden eine Verarbeitungsvorrichtung für
elektromagnetische Stromverteilungen, ein Verarbeitungsverfahren für
elektromagnetische Stromverteilungen und ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium
bereitgestellt, die dazu in der Lage sind, den kumulierten Wert der
zeitlichen Änderungsgrößen der elektromagnetischen
Verteilung zu berechnen, und dazu, Analyseergebnisse zu berechnen,
die exakt die Übertragungswege von Signalen beschreiben,
und zwar unter Verwendung einer geringen Datenmenge.
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Die
Erfindung ist nicht auf die besonderen hier beschriebenen Ausführungsformen
der Verarbeitungsvorrichtung für elektromagnetische Stromverteilungen,
des Verarbeitungsverfahrens für elektromagnetische Stromverteilungen
und des Verarbeitungsprogramms für elektromagnetische Stromverteilungen
eingeschränkt. Man kann Abwandlungen und Änderungen
vornehmen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Alle
hier angegebenen Beispiele und Bedingungsaussagen dienen nur pädagogischen
Zwecken und sollen den Leser beim Verstehen der Erfindung und der
Konzepte unterstützen, die der Erfinder zur Förderung
der Wissenschaft beigetragen hat. Man darf sie nicht als Einschränkung
auf diese besonderen angegebenen Beispiele und Bedingungen verstehen.
Die Anordnung dieser Beispiele in der Anmeldung bezieht sich nicht
darauf, die Überlegenheit oder Unterlegenheit der Erfindung
darzustellen. Die Ausführungsformen der Erfindung werden
ausführlich beschrieben; man kann jedoch verschieden Änderungen,
Ersetzungen und Abwandlungen daran vornehmen, ohne den Bereich der
Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 6-266787 [0005]
- - JP 2002-231813 [0005]