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并行FDTD技术分析微波多芯片组件的互连效应

作　者: 丁伟
导　师: 梁昌洪
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 微波多芯片组件垂直通孔互连并行FDTD 散射特性
分类号: TN454
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 109次
引　用: 1次
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内容摘要

随着微电子技术的迅速发展，电子系统小型化与高密度封装已经成为一种趋势。而半个多世纪以来，微波电路也经历了从低频到高频、从单层到多层的过程，并最终导致了微波多芯片组件(MMCM)的出现。然而，现在系统信号速度越来越高，微波多芯片组件中的互连与封装所引起的寄生效应变得也越来越严重，它已经成为制约系统整体性能的瓶颈。在微波多芯片组件多层电路中，传输线—通孔—传输线结构是一种十分典型的互连模型，而垂直通孔互连是这类模型中用于不同层间微波传输线互连的基础，所以开展这种互连结构的分析对于电子系统的设计有着重要的实际意义。本文首先简单介绍了FDTD的基础理论，然后综合了两种共形FDTD方案，研究了一种共形FDTD方法，并应用此方法分析了两种单层微带线接地过孔的散射特性，紧接着介绍了一种PC集群系统中基于MPI的并行FDTD技术，并以此为基础分析了微波多芯片组件中的微带—通孔—微带和微带—通孔—带状线结构，得出其散射参数。最后，本文以微带—通孔—微带为例，详细分析了PC集群系统中基于MPI的并行FDTD的并行性能，得出了两条十分有用的结论，为以后进一步开展大规模集成电路中复杂互连与封装结构的模拟提供了良好的基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景  7-10
  1.2 国内外研究方法  10-11
  1.3 本文工作  11-13
第二章 FDTD的基础理论  13-27
  2.1 FDTD的基本方程  13-18
  2.2 FDTD中媒质参数的处理  18-20
  2.3 FDTD的数值稳定性与数值色散  20-21
  2.4 FDTD的吸收边界条件  21-23
  2.5 FDTD的激励源设置  23-25
  2.6 散射参数提取  25-26
  2.7 本章小结  26-27
第三章共形 FDTD的算法及算例分析  27-35
  3.1 改进的局部网格共形技术  27-31
  3.2 算例分析  31-34
    3.2.1 方柱接地过孔  31-32
    3.2.2 圆柱接地过孔  32-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章并行 FDTD的算法及算例分析  35-55
  4.1 并行计算  35-36
  4.2 硬件平台  36-39
    4.2.1 依据指令与数据划分  36-37
    4.2.2 依据存储方式划分  37-39
  4.3 软件环境  39-40
  4.4 并行 FDTD方法  40-46
    4.4.1 一维方向场值通信并行 FDTD  41-43
    4.4.2 二维方向场值通信并行 FDTD  43-45
    4.4.3 三维方向场值通信并行 FDTD  45-46
  4.5 算例分析  46-54
    4.5.1 微带线—通孔—微带线  46-52
    4.5.2 微带线—通孔—带状线  52-54
  4.6 本章小结  54-55
第五章基于MPI的并行 FDTD性能分析  55-59
  5.1 并行 FDTD的并行性能分析  55-58
  5.2 本章小结  58-59
第六章结束语  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
作者在读期间发表或录用的文章  64
作者参加的科研情况  64

并行FDTD技术分析微波多芯片组件的互连效应

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