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HyperLynx-Screenshot von fortschrittlichen PCB-Solvern.

Fortgeschrittene Löser

HyperLynx Advanced Solvers (HLAS) sind eine komplette Familie von elektromagnetischen (EM) Simulationswerkzeugen für Leiterplatten- und IC-Verpackungsanwendungen. Sie bieten Vollwellen-, Hybrid- und quasistatische Simulationen, die eigenständig oder als eng integrierter Bestandteil der Signal- und Energieintegritätsanalyseabläufe ausgeführt werden können.

EM-Solver-Anwendungen

Verschiedene Anwendungen erfordern unterschiedliche EM-Modellierungsansätze, um die Simulationszeiten und den Ressourcenbedarf innerhalb angemessener Grenzen zu halten. Der richtige Solver für einen Job wird auf der Grundlage der Größe der zu modellierenden Struktur und der Wellenlängen der interessierenden Frequenzen (FOI) in der Struktur bestimmt.

Wenn die Struktur neben dem FOI klein ist (typischerweise < 1/10 Wellenlänge), kann sie als eine „verklumpte“ Struktur betrachtet werden und eine quasistatische Analyse reicht aus, die die Struktur sowohl bei Gleichstrom als auch an einem einzelnen Frequenzpunkt analysiert. Diese Art der Analyse ist typisch für die Extraktion analoger Schaltkreisparasiten bei 10 MHz und eignet sich oft auch für kleine IC-Gehäuse, die mit moderaten Geschwindigkeiten arbeiten.

Wenn die Struktur groß, planar und regelmäßig ist und die Frequenzen moderat sind (bis zu einigen GHz), zerlegt die Hybridtechnik die Struktur in Ebenen und Übertragungsleitungen, die durch Durchkontaktierungen verbunden sind. Dieser Ansatz ist bei DDR-Analysen üblich, wo es wichtig ist, die Auswirkungen nicht idealer Rückwege in das Verbindungsmodell einzubeziehen.

Wenn die Frequenzen hoch sind (typischerweise >5 GHz) und die Genauigkeit entscheidend ist, wird der Vollwellenansatz verwendet, weil er die Struktur bis ins kleinste Detail modelliert und die wenigsten Annahmen trifft. Dieser Ansatz liefert die genauesten Ergebnisse, ist aber auch der speicher- und rechenintensivste. Parallele Simulationstechniken werden oft verwendet, um die Gesamtaufgabe in Teile zu zerlegen, die gleichzeitig ausgeführt werden, um den Zeitaufwand für die Fertigstellung des Jobs zu reduzieren.

HyperLynx Advanced Solvers bietet alle drei Simulationsfunktionen innerhalb eines gemeinsamen Frameworks, mit denselben Datenbank-Import- und Bearbeitungsfunktionen und mit einem gemeinsamen Satz von Nachbearbeitungs-, Visualisierungs- und Modellexportwerkzeugen. Sobald Sie ein Design importiert haben, können Sie mit einem Klick auf eine Schaltfläche zwischen den Gleichungslösern wechseln, je nach Ihrem Ausgabeformat und Ihren Genauigkeitsanforderungen.

HyperLynx-Integration und Benutzerfreundlichkeit

Die elektromagnetische 3D-Simulation ist an sich schon eine wichtige Technologie, aber sie ist auch Teil eines größeren analytischen Prozesses, der bestimmt, ob ein System genügend positive Betriebsmarge hat, um zuverlässig zu funktionieren. Die Analyse einer einzelnen Struktur ermöglicht es, sie zu verstehen und für elektrische Verhaltensweisen wie Einfügedämpfung und Übersprechen zu optimieren, aber letztlich kommt es auf das Verhalten des Gesamtsystems an, nicht auf seine einzelnen Elemente.

HyperLynx Advanced Solvers sind eng integriert mit HyperLynx Signal Integrity und HyperLynx Power Integrity Flows zur Bereitstellung einer genauen, automatisierten Verbindungsmodellierung als Teil eines Analyse-Workflows auf Systemebene. Dadurch können Analysen der DDR-Schnittstelle, des seriellen Hochgeschwindigkeitskanals und der Netzintegrität mit höchster Modellierungsgenauigkeit durchgeführt werden. PCB-Modelle werden als Teil dieser Workflows auf Systemebene automatisch extrahiert und gelöst.

Mit HyperLynx wurden die Analyseabläufe bereits eingerichtet, erprobt und dokumentiert. Sie bieten einen sofort einsatzbereiten Ablauf oder eine Grundlage, auf der Sie aufbauen können, wenn Sie Ihre eigenen, maßgeschneiderten Abläufe erstellen. HyperLynx Advanced Solvers können Daten nachbearbeiten und Simulationsergebnisse in einer Vielzahl verschiedener Ausgabeformate ausgeben, um Ihren speziellen Anforderungen gerecht zu werden.

HyperLynx screen shot showing the interface for Advanced Solvers integration with signal integrity and power integrity.

Skalierbare Leistung

Die elektromagnetische 3D-Simulation ist eine rechen- und speicherintensive Aufgabe, deren Ressourcenanforderungen mit steigender Strukturgröße und Modellierungsgenauigkeit dramatisch steigen. Mit HyperLynx Advance Solvers (HL-AS) können Sie die Solver-Leistung auf zwei Arten skalieren — indem Sie mehr CPU-Kerne hinzufügen und große Simulationsläufe auf mehrere Computer verteilen. HL-AS Stellenverteilung (HL-AS JD) ermöglicht es Ihnen, große Jobs aufzuteilen und sie parallel in Ihrem LAN auszuführen. Job Distribution beinhaltet einen integrierten Jobmanager, der es HyperLynx ermöglicht, Simulationsläufe direkt zu verteilen, und ist auch mit gängigen Lastmanagementsystemen kompatibel.

Fortgeschrittene Designoptimierung

HyperLynx Advanced Solvers bietet zwei Stufen der automatisierten Entwurfsoptimierung, mit denen Benutzer schnell feststellen können, welche Designänderungen zu einer optimalen Entwurfsleistung führen. Für jede Ebene definieren die Benutzer die zu optimierende Struktur, die Entwurfsparameter, die geändert werden können, und ihre Bereiche, zusammen mit den Metriken, die zur Messung der Entwurfsleistung und der Zielwerte verwendet werden.

  • HyperLynx 3D Explorer (3DEX) führt automatische Swept-Parameter-Analysen an parametrisierten Entwurfsvorlagen durch, die BGA-Breakouts, Kabel, einendige/differentielle Leiterbahnen und einseitige/differentielle Durchkontaktierungen enthalten. Teile einer tatsächlichen, gerouteten Konstruktion können extrahiert, parametrisiert und optimiert werden. 3DEX generiert normalerweise Simulationsfälle für alle Kombinationen von Eingabe-Konstruktionsvariablen; die tatsächlich simulierten Fälle können vom Benutzer ausgewählt werden, wenn die Anzahl der Permutationen zu groß wird. 3DEX eignet sich am besten für Anwendungen, bei denen die Anzahl der Permutationen <100 ist oder wenn die Teilmenge der Fälle, die simuliert werden sollten, leicht identifiziert werden kann.
  • HyperLynx Design Space Exploration (DSE) eignet sich hervorragend, wenn der zu untersuchende Designraum sehr groß ist (>100.000 Permutationen oder mehr) und eine Swept-Parameter-Analyse nicht praktikabel ist. DSE basiert auf HEEDS-MDO, einer leistungsstarken Allzweck-Optimierungssuite mit umfassenden Modellierungs-, Anpassungs- und Ergebnisvisualisierungsfunktionen. DSE ist extrem effizient — sein fortschrittlicher SHERPA-Algorithmus kann oft einen Entwurfsraum mit 100.000 Permutationen untersuchen und eine praktikable Lösung finden, indem er nur 100 automatisch ausgewählte Simulationsexperimente durchführt.
HyperLynx visual interface with design optimization showing the 3D explorer.