Automatische Modellgenerierung für Anwendungen aus Mikrosystemtechnik und Mikroelektronik

Martin, R., Reitz, S., Bastian, J.
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen, Außenstelle EAS, Dresden

Bei der Entwicklung von Systemen werden oft Finite-Elemente-Simulatoren für die genaue Berechnung des Verhaltens einzelner Komponenten eingesetzt. Dies ist in der Regel mit langen Rechenzeiten verbunden. Für die Simulation des Gesamtsystems in Schaltungs- und Systemsimulatoren werden jedoch Verhaltensmodelle aller Komponenten benötigt, die bei hinreichender Genauigkeit eine schnelle Berechnung des Systemverhaltens erlauben. Die Erzeugung solcher Modelle mit Verfahren der Ordnungsreduktion setzt die Verfügbarkeit der Systemmatrizen voraus (z.B. in der Mechanik der Massen-, Dämpfungs- und Steifigkeits-matrizen bzw. in der Thermik der Wärmekapazitäts- und Wärmeleitwertmatrizen). Für die Modellgenerierung werden aus der FEMLAB-Datenstruktur mit speziellen Zugriffsrou-tinen die Systemmatrizen einerseits und die Knoten (Vernetzungspunkte) interessierender Geometrieobjekte (Punkte, Flächen, …) andererseits extrahiert. Aus diesen Systemmatrizen mit teilweise sehr hoher Ordnung (>100.000) können mit Hilfe des Tools MORMS - Model Order Reduction for MicroSystems - Systeme geringerer Ordnung (<100) abgeleitet werden, welche Grundlage für die anschließende automatische Erzeugung von Verhaltensmodellen in verschiedenen Modellbeschreibungssprachen sind.