MEMS系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)及與IC設(shè)計(jì)接口研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，有限元分析越來(lái)越不能適應(yīng)復(fù)雜器件設(shè)計(jì)的要求，系統(tǒng)級(jí)的模擬和分析對(duì)器件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化起著越來(lái)越重要的作用。為了縮短設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本，迫切需要誕生新的MEMS CAD工具。 本文提出了一種基于節(jié)點(diǎn)法和等效電路模型庫(kù)的MEMS系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具。圍繞主要工作首先構(gòu)建了軟件體系框架，對(duì)軟件構(gòu)成模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)與調(diào)式。具體模塊包括：版圖解釋?zhuān)に嚲幾g，MEMS三維結(jié)構(gòu)建模，節(jié)點(diǎn)單元?jiǎng)澐峙c提取，節(jié)點(diǎn)網(wǎng)表生成，SPICE

2、 單元庫(kù)建立，局部網(wǎng)表映射，系統(tǒng)網(wǎng)表合成，等效電路模擬和后續(xù)優(yōu)化等。 論文工作完成了版圖CIF格式解釋器的編程，結(jié)合加工工藝流程與參數(shù)的編譯，實(shí)現(xiàn)了從2D版圖到3D立體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。提出了一種基于二維圖形學(xué)的MEMS器件節(jié)點(diǎn)單元提取算法，在分析了基本節(jié)點(diǎn)單元類(lèi)型后，根據(jù)各單元的特征提煉了一系列節(jié)點(diǎn)單元提取規(guī)則，并實(shí)現(xiàn)了一整套具體提取的流程。基于提取結(jié)果生成的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)表作為一種接口標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)表映射模塊根據(jù)此節(jié)點(diǎn)網(wǎng)表直接生成SPICE文件

3、。 編制完成的MEMS系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)軟件與現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)法設(shè)計(jì)工具(NODAS，Sugar)進(jìn)行對(duì)比，顯示了功能上和性能上的優(yōu)勢(shì)。 論文詳細(xì)介紹了圖樣解釋?zhuān)匦畏指?，工藝解釋?zhuān)S結(jié)構(gòu)生成，節(jié)點(diǎn)提取，矩形重疊，矩形鄰接及網(wǎng)表生成等部分的程序流程及核心算法。以多種常用MEMS器件為例介紹了相關(guān)的算法、過(guò)程，均獲得了正確的圖形輸出結(jié)果。 作為對(duì)一個(gè)應(yīng)用型軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，文中還對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、API繪圖函數(shù)、OpenGL函數(shù)