HyperLynx Hybrid Solver

HyperLynx Hybrid Solver on lagunduslahendaja, mis on loodud elektromagnetiliste mudelite loomiseks kihiliste elektrooniliste struktuuride, näiteks PCBde ja painduvate kaablite jaoks. See on tihedalt integreeritud HyperLynxi signaali ja Power Integrity-ga, et pakkuda täpseid ja automatiseeritud süsteemianalüüsi töövooge.

HyperLynx ressursid

Hübriidlahenduse rakendused

HyperLynx hübriidlahendaja lagundab disaini jälgedeks, tasapindadeks ja viadeks, luues igale sektsioonile mudeli ja lahendades seejärel üldise käitumise jaoks, kasutades erinevaid lahendusmeetodeid. Eeldatakse, et struktuur on tasapinnaline (või kaablite puhul ristlõige), nii et need analüütilised meetodid kehtivad. Hübriidlahendajad on vähem arvutus- ja mälumahulikud kui täislaine lahendamine ning suudavad selle tulemusena modelleerida suuremaid struktuure. Kui täislaine lahendajaga signaaliteede modelleerimiseks kasutatakse „lõigake ja õmble” meetodit, modelleerib hübriidlahendaja kogu signaalitee ja viib läbi lagunemise lahenduses.

HyperLynx hübriidlahendaja sobib ideaalselt tervete DDR-liideste energiateadliku analüüsi tegemiseks, kus on oluline tagasivoolu jagamise ja samaaegse lülitamise müra (SSN) mõju jäädvustamine. See sobib ideaalselt ka täisplaadiga vahelduvvoolu terviklikkuse jaoks, lahutuskondensaatorite modelleerimiseks ja toiteallikaks IC-tihvtidele. Hübriidlahendaja sobib eriti hästi võimsuse terviklikkuse tagamiseks, kuna see modelleerib osalisi võimsustasapindeid ja nendega seotud äärimaefekte.

Tagasipöördustee analüüs

Toiteadlik signaali terviklikkus

Traditsiooniline signaali terviklikkus eeldab, et signaalidel on ideaalsed tagasipöördusteed; eksisteerivad alati võrdlustasapinna kohal, signaaltasandi kihtide vahetamisel puudub võrdluskatkestus. Traditsiooniliselt eeldatakse, et ideaalne võimsus tarnitakse seadme väljundpuhvritesse.

Reaalses maailmas peavad ühel võrdlustasapinnal voolavad tagasivoolud leidma pideva elektrilise tee teisele, mis hõlmab tavaliselt läheduses asuvaid õmblusviite. Igasugune tagasivoolu ümbersuunamine loob täiendava induktiivsuse, mis mõjutab signaali käitumist ja võib põhjustada signaalide vahelist sidumist nähtuse kaudu, mida nimetatakse tagasivoolu jagamiseks. Samamoodi ei ole väljundpuhvril olev jõurööp ideaalne ja juhi pinge võib langeda, kui paljud väljundid lülituvad samaaegselt samas suunas. Pinge langemise suuruse määrab väljundserva kiirus, juhi tugevus, lülitusefekt, mida tuntakse nööri vooluna, ja kõrgsagedusliku mahtuvusliku lahutamise hulga, mis teenindab seda stantsi piirkonda. Väljundvõimsuse rööpa langemine vähendab väljundjuhile saadaolevat võimsust, pehmendades ja aeglustades väljundserva kiirust. Seda nähtust tuntakse samaaegse lülitamise mürana ehk SSN-ina. SSN vähendab signaali tööpiiranguid ja võib rasketel juhtudel sulgeda vastuvõtja sisendis olemasoleva silma.

Ideaalse signaali tagasipöördustee kasutamine võimaldab kiiret modelleerimist, kuid jätab tähelepanuta jäljete mõju lõhenemisele, tagasipöördustee jagamise ebapiisavate õmblusviidide tõttu, signaaliviidide ja signaali vahelise sidumise ristumise kaudu läbi toiteõõnsuse. Nende efektide lisamine annab realistlikuma hinnangu tegevusmarginaalile suurema modelleerimise ja simulatsiooni arvutusaja arvelt. Nende mõjude lisamine vähendab ainult disaini marginaali, mitte suurendab seda. Esmalt on mõistlik analüüsida idealiseeritud tagasipöördusteadega - sest kui disain ideaalsel juhul ei lähe läbi, ei lähe see realistlikumalt.

Ideaalse IC-võimsuse kasutamine jätab SSN-i mõju tähelepanuta, samas kui tahvli toiteedastusomaduste täpse mudeli lisamine IC-tihvtidele võimaldab neid efekte kvantifitseerida. See analüüs nõuab IC jaoks energiateadlikku IBIS-mudelit ja aeglustab simulatsiooniprotsessi. Samadel põhjustel nagu varem tuleks neid mõjusid arvestada alles siis, kui disain läbib ideaalse võimsusega analüüsi.

Mitte-ideaalsete tagasipöördusteede ja SSN-i mõjude õige modelleerimine ja simuleerimine nõuab täpset ühendusmudelit, mis hõlmab signaalijälgede ja plaadi võimsusvõrgu (PDN) kombineeritud käitumist. HyperLynx Hybrid lahendaja saab neid kombineeritud ühendusmudeleid luua otse BoardSIM-ist - kasutaja määrab huvipakkuvad signaalid ja sagedused ning hübriidlahendaja loob S-parameetri mudeli, mis on valmis otseseks kaasamiseks BoardSIM-i simulatsioonidesse.

PCB-taseme võimsuse terviklikkus

Kaasaegsetel trükkplaatidel on mitu toiteallikat, millest mõned on ainult osalised tasapinnad teatud plaadi kihtidel. Toiteallika täpne modelleerimine nõuab nende osaliste tasapindade korrektset modelleerimist koos lahtivate kondensaatorite ja nendega seotud komponentide parasiitidega ning iga kondensaatori ventilaatori struktuuri silmusinduktiivsusega. Võimsus- ja maandustasapindade asukoht virnastuses, samuti kondensaatori asukoht ja ventilaator mõjutavad suurt mõju toiteedastusvõrgu (PDN) takistusomadustele, mida näevad erinevad IC-d.

Komponendid tarbivad energiat laias sagedusvahemikus, alates alalisvoolust kuni sisemise lülituskiiruseni (tavaliselt GHz). Lihtsalt alalisvooluga palju toite andmisest ei piisa, sest kui suure kiirusega vooluahel lülitub, tekitab see lülitussündmuse toetamiseks hetkelise energiavajaduse. Kuna EM-lained liiguvad piiratud kiirusega, pole aega, et nõudlus täiendava võimsuse järele voolaks VRM-i ja tagasi - seal peab olema kohalik laengureservuaar (kondensaator), mida saab koputada. See on roll, mida kondensaatorid lahutavad elektrivõrkudes mängivad.

Praktikas on PDN kondensaatorite jaotatud hierarhia, mis algab pinge regulaatoriga (VRM) ja lõpeb IC stantsil olevate kondensaatoritega. Vahepeal on plaadil mitmesuguseid kondensaatorid, mis ulatuvad lahtistest väikeste seadmeteni nagu 0204s, valikulised kondensaatorid IC-pakendil ja mahtuvuslikud struktuurid, mis on osa IC paigutusest. Iga kondensaatorite teenindusrühm nõuab võimsust järjest kõrgematel sagedustel, kusjuures kõrgeima sagedusega kondensaatorid asuvad stantsil endal.

Induktiivsus on kondensaatorite lahutamise peamine piirav tegur, kuna see piirab sagedusi, mida antud kondensaator saab teenindada. Seega on kondensaatori väärtus, paigutus ja ventilaator kõrgsageduslike PCB ja pakendikondensaatorite kriitilised omadused. IC-paketi toite- ja maandustihvtidega seotud induktiivsus filtreerib tõhusalt IC-le tarnitava toite; pärast teatud punkti pole vahet, kas PCB suudab tarnida kõrgsageduslikku toitu või mitte, sest see ei pääseks läbi arvutipaketi stantsini. Pakett ja IC-pakett peavad koorma sellest punktist edasi kandma.

Selle tulemusena puudutab vahelduvvoolu võimsuse terviklikkus plaadi tasemel tavaliselt sagedustega, mis algavad VRM-i ülemisest piirist (tavaliselt 5-25 kHz) ja lõpevad IC-paketi võimsuse piirsagedusega (tavaliselt 25—100 MHz). IC-paketi piirsagedus väheneb tavaliselt, kui pakendid suurenevad, kuna pakendi induktiivsus suureneb ja seetõttu peab pakend kandma rohkem kõrgsageduslikku koormust.

PCB PDN-i analüüsimisel on kriitiliselt oluline modelleerida lahutuskondensaatorid ning neile omased parasiitsed induktiivsus ja takistused, kondensaatori ventilaatori üksikasjad ning kondensaatori asukohad ja väärtused. PDN-i takistust kontrollitakse erinevatel IC-tihvtidel, et määrata iga IC-l nähtav PDN-profiil.

Kui trükkplaadil on lihtsad jõutasandi kihid, kus terve tasapind on maandatud või üks toiteallikas, saab rakendada kiireid vahelduvvoolu analüüsimeetodeid - kuid vähesed kaasaegsed PCB-d on nii valmistatud. Kui jõu- ja maapealsed tasapinnad muutuvad ebaregulaarseks, on nende käitumise jäädvustamiseks vaja üksikasjalikumat modelleerimist. HyperLynx hübriidlahendaja suudab täpselt jäädvustada meelevaldse kujuga jõu- ja maapealsete tasapindade käitumist, sealhulgas pikkade laiade jälgede kasutamist üksikutele komponentidele võimsuse edastamiseks. Hübriidlahendaja on sujuvalt integreeritud täiustatud lahutamise töövooga, nii et kui kasutaja tuvastab analüüsitava pingeallika ja seadistab selle, teeb hübriidlahendaja ülejäänu.

HyperLynx integreerimine ja kasutusmugavus

HyperLynx hübriidlahendaja toimib signaali ja võimsuse terviklikkuse töövoogude tihedalt integreeritud osana. Nende töövoogude raames juhendavad automatiseeritud analüüsiviisorid kasutajaid samm-sammult seadistamis- ja analüüsiprotsessides. Kasutajad astuvad läbi viisardid, kes vastavad igal lehel olevatele küsimustele, ja HyperLynx teeb ülejäänu!

HL-SI DDR SI energiateadliku töövoo raames kasutatakse hübriidlahendajat süsteemimudeli loomiseks, mis sisaldab kiireid DDR-signaale koos PDN-i ja nende interaktsioonidega. Seda mudelit kasutatakse nii mitteideaalsete tagasipöördusteede kui ka samaaegse lülitusmüra mõju uurimiseks.

HL-PI täiustatud lahutamise töövoos kasutatakse hübriidlahendajat PCB mudeli loomiseks, mis sisaldab VRM-i, plaadi taseme PDN-i, lahutuskondensaatorid ja IC-tihvte, kus analüüsitakse PDN-takistust.

Igal juhul eraldatakse plaadi taseme omadused automaatselt ja neid kasutatakse lahendaja jaoks käivitamiseks valmis projektide loomiseks, mis lahendatakse ja töödeldakse järeltöödeldakse tõhusate, täpsete, passiivsete ja põhjuslike S-parameetrite mudelite loomiseks, mis seejärel lisatakse süsteemitasandi simulatsioonidesse. Hübriidlahenduse väljastatud S-parameetri mudelid dokumenteerivad iga pordi analüüsi ja ühenduse üksikasjad, et tagada õige ühenduvus kogu süsteemi võrguloendi koostamisel.

Skriptimine ja automatiseerimine

Signaali ja võimsuse terviklikkuse analüüs on keerulised mitmeastmelised protsessid, kus ühe valiku muutmine võib lõpptulemust oluliselt mõjutada. Kuna need simulatsioonid on sageli pikad, arvutuslikud ja mälumahkad, on ülioluline tagada simulatsioonide nõuetekohane seadistamine ja järjepidev teostamine. Ilma võimeta tagada simulatsioonide järjepidevat ja täpset teostamist, kaotatakse palju aega kohandamiseks ja uuesti simuleerimiseks.

HyperLynx Advanced Solvers saab käivitada nii interaktiivselt kui ka Pythonipõhise automatiseerimise kaudu. See võimaldab disainilahendusi esialgu seadistada, analüüsida ja siluda interaktiivse analüüsi abil optimaalsete simulatsiooniseadete määramiseks. Seejärel, kui disaini itereeritakse, saab neid sätteid automatiseerimise kaudu uuesti kasutada, et tagada analüüsi käitamine alati samamoodi, aruanded samade mõõdikute kohta ja toodetakse samu väljundmudeleid. Interaktiivne käsurea skriptimiskeskkond on saadaval otse lahendajatega, et kasutajad saaksid oma automatiseerimisskripte välja töötada ja testida.

HyperLynx Advanced Solveri automatiseerimine on osa kogu HyperLynx perekonna laiemast skriptimisraamistikust, mis võimaldab luua automatiseeritud mitme tööriista analüüsivooge. See objektorienteeritud skriptiraamistik sisaldab eelnevalt määratletud vooge võimsuse terviklikkuse, signaali terviklikkuse ja jadalingi vastavuse analüüsi jaoks, mis võimaldavad kasutajatel teha keerukaid analüüse vaid mõne rea kohandatud koodiga.