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スーパダンピング数値積分法を用いる擬似過渡解析法に関する研究

Research Project

Project/Area Number 26289121
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

井上 靖秋  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (10330721)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords回路シミュレーション / 擬似過渡解析法
Outline of Annual Research Achievements

回路シミュレーションの非収束の問題は重要かつ困難な問題であり,これまでに多方面から研究されてきた.しかし最近の大規模回路に対して実用解決に至っていない.全世界で広く実用されている業界標準回路シミュレータもしばしば非収束の現象を起こす.本研究はこの非収束問題に対する実用的なアルゴリズムの研究・開発に関するもので,実用的な擬似過渡解析法(PTA法)の重大欠点を克服する新たな擬似過渡解析法を数値積分手法の観点から研究・開発し,回路シミュレータSPICE3に実装してその有効性を明らかにすることを目的としている.
2015年度の研究成果は次のとおりである.
(1)DPTA法を基にした数値積分開始手法と再開始手法の開発:DPTA法の数値積分開始手法(時間ゼロにおける開始)とPTAが無限ループ(発振)に陥って収束に失敗する場合に,再度PTAを実行するためのPTA再開始手法を開発した.(2)初期値設定手法の開発:PTAの効率化(定常状態に至るまでの計算時間の短縮化)のために,初期値ゼロでなく,想定される最終解(定常解)により近い初期値から出発する手法を開発した.(3)DPTA法のための効果的な時間ステップ幅制御手法の開発:DPTA法の収束性向上と効率化のために効果的な時間ステップ幅制御手法を開発した.(4)DPTA法を基にした電源漸増手法の開発:擬似素子としてキャパシタのみ用い,インダクタを使用せず,その代わりに電源を漸増する手法を開発した.(5)新擬似過渡解析法回路シミュレータプロトタイプ開発 :本研究開発の成果を既存の回路シミュレータSPICE3にソースコードレベルで実装して,新擬似過渡解析法回路シミュレータのプロトタイプを開発した.バイポーラ実用回路とMOS実用回路を含むミクストシグナルLSI回路を用いたテストにより,本研究の有効性を確認した.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report

Research Products

(9 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Effective ramping algorithm and restart algorithm in the SPICE3 implementation for DPTA method2015

    • Author(s)
      Zhou Jin, Xiao Wu, Dan Niu, Xiaoli Guan, and Yasuaki Inoue
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and its Applications, IEICE

      Volume: 6 Pages: 499-511

    • NAID

      130005102324

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An efficient time-step control method in damped pseudo-transient analysis for solving nonlinear DC circuit equations2015

    • Author(s)
      Xiao Wu, Zhou Jin, Dan Niu, and Yasuaki Inoue
    • Journal Title

      IEICE Transactions Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E98-A Pages: 2274-2282

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A PTA method using numerical integration algorithms with artificial damping for solving nonlinear DC circuits2014

    • Author(s)
      Xiao Wu, Zhou Jin, Dan Niu, and Yasuaki Inoue
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 5 Pages: 512-522

    • NAID

      130004697196

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 先端回路シミュレーション技法2016

    • Author(s)
      3井上靖秋
    • Organizer
      電子情報通信学会東北支部主催学術講演会
    • Place of Presentation
      弘前大学
    • Year and Date
      2016-01-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A Netlist Implementation of the Newton Fixed-point Homotopy Method for MOS Transistor Circuits2015

    • Author(s)
      Dan Niu, Yasuaki Inoue, Zhou JIn and Xiao Wu
    • Organizer
      Proceedings 58th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems
    • Place of Presentation
      Fort Collins, Colorado
    • Year and Date
      2015-08-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Trapezoidal Method for Solving Differential Algebraic Equations2015

    • Author(s)
      Junjie Huang, Qiang Li, Kiyotaka Yamamura and Yasuaki Inoue
    • Organizer
      Proceedings The 30th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computer and Communications
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2015-06-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 回路シミュレーション技法2015

    • Author(s)
      井上靖秋
    • Organizer
      2015年電子情報通信学会総合大会基礎・境界講演論文集
    • Place of Presentation
      草津市
    • Year and Date
      2015-03-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The limitation for the growth of step of DPTA method2014

    • Author(s)
      Xiao Wu, Zhou Jin, and Yasuaki Inoue
    • Organizer
      Proceedings 2014 International Symposium on Integrated Circuits (ISIC)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A ramping method combined with the damped PTA algorithm to find the DC operating points for nonlinear circuits2014

    • Author(s)
      Zhou Jin, Xiao Wu, and Yasuaki Inoue
    • Organizer
      Proceedings 2014 International Symposium on Integrated Circuits (ISIC)
    • Place of Presentation
      singapore
    • Year and Date
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2017-01-06  

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