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Capturas de pantalla HyperLynx de solucionadores avanzados de PCB.

Solvers Avanzados

HyperLynx Advanced Solvers (HLAS) son una familia completa de herramientas de simulación electromagnética (EM) para aplicaciones de empaquetado de PCB e IC. Proporcionan simulación de onda completa, híbrida y cuasi-estática que puede ejecutarse de forma independiente o como una parte estrechamente integrada de los flujos de análisis de Signal and Power Integrity.

Aplicaciones de solución EM

Las diferentes aplicaciones requieren diferentes enfoques de modelado EM para mantener los tiempos de simulación y los requisitos de recursos dentro de límites razonables. El solucionador correcto que se utilizará para un trabajo se determina en función del tamaño de la estructura que se va a modelar y las longitudes de onda de las frecuencias de interés (FOI) en la estructura.

Cuando la estructura es pequeña (típicamente < 1/10 de longitud de onda) junto al FOI, se puede considerar como una estructura “en grupos” y un análisis cuasiestático será suficiente, que analiza la estructura tanto en DC como en un solo punto de frecuencia. Este tipo de análisis es típico para extraer parásitos de circuitos analógicos a 10 de MHz y también suele ser adecuado para pequeños paquetes IC que operan a velocidades moderadas.

Cuando la estructura es grande, plana y regular, y las frecuencias son moderadas (hasta unos pocos GHz), la técnica híbrida descompone la estructura en planos y líneas de transmisión, conectadas por vías. Este enfoque es común para el análisis DDR, donde es importante incluir los efectos de rutas de retorno no ideales en el modelo de interconexión.

Cuando las frecuencias son altas (típicamente >5 GHz) y la precisión es crítica, se utiliza el enfoque de onda completa, porque modela la estructura con el mayor detalle y hace la menor cantidad de suposiciones. Este enfoque proporciona los resultados más precisos, pero también es el que consume más memoria y computación. Las técnicas de simulación paralela se utilizan a menudo para dividir la tarea general en partes que se ejecutan simultáneamente para reducir el tiempo necesario para completar el trabajo.

HyperLynx Advanced Solvers proporciona las tres capacidades de simulación dentro de un marco común, con las mismas capacidades de importación y edición de bases de datos y con un conjunto común de herramientas de posprocesamiento, visualización y exportación de modelos. Una vez que haya importado un diseño, puede cambiar de solucionador con solo hacer clic en un botón, dependiendo de su formato de salida y los requisitos de precisión.

Integración con HyperLynx y facilidad de uso

La simulación electromagnética 3D es una tecnología crítica en sí misma, pero también forma parte de un proceso analítico más amplio que determina si un sistema tiene suficiente margen operativo positivo para funcionar de manera confiable. El análisis de una estructura individual permite entenderla y optimizarla para comportamientos eléctricos como la pérdida de inserción y la diafonía, pero es el comportamiento del sistema general lo que importa en última instancia, no sus elementos individuales.

Los HyperLynx Advanced Solvers están estrechamente integrados con HyperLynx Signal Integrity y HyperLynx Power Integrity flujos para proporcionar un modelado de interconexión preciso y automatizado como parte de un flujo de trabajo de análisis a nivel de sistema. Esto permite que la interfaz DDR, el canal serie de alta velocidad y los análisis de integridad de energía de CA se realicen con los más altos niveles de precisión de modelado. Los modelos de PCB se extraen y resuelven automáticamente como parte de estos flujos de trabajo a nivel de sistema.

Con HyperLynx, los flujos de análisis ya se han establecido, probado y documentado, proporcionando un flujo listo para usar directamente “listo para usar”, o una línea de base para construir al crear sus propios flujos personalizados. HyperLynx Advanced Solvers puede postprocesar datos y resultados de simulación de salida en una amplia variedad de formatos de salida diferentes para satisfacer sus necesidades particulares.

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

Rendimiento escalable

La simulación electromagnética 3D es una tarea de cómputo y memoria intensiva, con requisitos de recursos que aumentan dramáticamente a medida que aumentan el tamaño de la estructura y la precisión del modelado. HyperLynx Advance Solvers (HL-AS) le permite escalar el rendimiento del solucionador de dos maneras: agregando más núcleos de CPU y distribuyendo grandes ejecuciones de simulación en múltiples máquinas. Distribución de trabajos HL-AS (HL-AS JD) le permite dividir grandes trabajos y ejecutarlos en paralelo a través de su LAN. La distribución de trabajos incluye un administrador de trabajos integrado que permite a HyperLynx distribuir ejecuciones de simulación directamente y también es compatible con los sistemas populares de administración de carga.

Optimización avanzada del diseño

HyperLynx Advanced Solvers proporciona dos niveles de optimización de diseño automatizada, lo que permite a los usuarios determinar rápidamente qué modificaciones de diseño darán como resultado un rendimiento de diseño óptimo. Para cada nivel, los usuarios definen la estructura que se va a optimizar, los parámetros de diseño que se pueden modificar y sus rangos, junto con las métricas utilizadas para medir el rendimiento del diseño y los valores objetivo.

  • HyperLynx 3D Explorer (3DEX) realiza análisis automatizados de parámetros de barrido en plantillas de diseño parametrizadas que incluyen rupturas BGA, cables, trazas de un solo termino/diferencial y vias uniterminadas/diferenciales. Las partes de un diseño enrutado real se pueden extraer, parametrizar y optimizar. 3DEX normalmente genera casos de simulación para todas las combinaciones de variables de diseño de entrada; los casos que realmente se simulan pueden ser seleccionados por el usuario si el número de permutaciones es demasiado grande. 3DEX es el más adecuado para aplicaciones donde el número de permutaciones es <100, o cuando el subconjunto de casos que se deben simular se puede identificar fácilmente.
  • HyperLynx Design Space Exploration (DSE) sobresale cuando el espacio de diseño a explorar es muy grande (>100,000 permutaciones o más) y el análisis de parámetros de barrido no es práctico. DSE se basa en HEEDS-MDO, una potente suite de optimización de propósito general con capacidades integrales de modelado, ajuste y visualización de resultados. DSE es extremadamente eficiente: su algoritmo SHERPA avanzado a menudo puede investigar un espacio de diseño de 100,000 permutaciones y encontrar una solución viable ejecutando tan solo 100 experimentos de simulación seleccionados automáticamente.
HyperLynx visual interface with design optimization showing the 3D explorer.