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MEMS技术的发展日新月异,对MEMS CAD软件的与实际工艺和复杂化设计的要求也越来越高。有限元分析日渐不能与这个趋势相适应,基于节点法的系统级仿真和分析对器件的设计与优化应运而生。
本文提出了一种基于节点法的MEMS器件构造和等效电路模型库的MEMS系统级设计工具。直接利用节点单元搭建器件,直接构建形成具有三维形状的MEMS器件,所有用于搭建器件的节点单元都是已建立了等效电路宏模型的库单元,因此,当三维器件结构完成时,整个器件的等效电路宏模型也自动拼接完成,可以直接用SPICE进行仿真,实现了MEMS器件的三维视图模拟以及与IC设计的一致性仿真,并且具有优秀的可扩充性。
围绕着这一主要工作,首先建立了软件架构,对构成软件的各模块进行管理和调试。具体模块包括:标准单元的构造、非标准单元的建模、各单元结构图形操作模块、视图模块以及各类单元器件的网表转换模块等。
论文工作完成了标准单元的三维建模,结合参数的设置在主视图中再现MEMS器件单元;实现了非标准单元的设计构造;提出了基于节点法的更复杂结构建模的方法。论文提出了一种基于节点法和等效电路模型的网表结构体系,网表转换模块根据这一体系将各级别器件单元网表直接生成SPICE文件。
论文详细介绍了三维结构生成和处理、节点单元划分、网表转换的原理和实现。并通过具体的MEMS器件实例介绍了软件的设计和仿真过程。
作为对一个应用型软件的设计与实现,本文还对MFC架构、OpenGL三维绘图基本实现方式等进行了介绍。
本论文采用MFC实现软件,由OpenGL绘制三维图像。