Diferencijalni rješavači polja
Rješači diferencijalnih polja rade rješavanjem Maxwellovih jednadžbi korištenjem metoda konačnih razlika. Ove metode diskretiziraju prostor u pravocrtnu mrežu, gdje se električno i magnetsko polje izračunavaju u svakoj točki. Ovaj pristup je vrlo pogodan za analizu visokofrekventnih efekata i oštrih prijelaza u dizajnu, poput tragova signala na tiskanoj ploči ili međusobnih veza na čipu. Točnost diferencijalnog rješavača ovisi o veličini mrežnih ćelija koje se koriste za diskretizaciju prostora - manje ćelije dovode do točnijih rezultata, ali zahtijevaju više računskih resursa.
Metode konačnih razlika (FD) i konačnih elemenata (FEM)
Diferencijalni oblik polja dolazi u dva različita okusa: metode konačne razlike (FD) i konačnih elemenata (FEM). Metoda konačnih razlika nudi izvrsna svojstva konvergencije. Pravilnim podešavanjem rezolucije mreže i numeričkih shema, dizajneri mogu postići vrlo precizna rješenja jednadžbi polja uz minimalan računski napor. To ga čini atraktivnim izborom za vremenski kritične primjene u dizajnu integriranih krugova gdje su brza vremena obrade bitna.
Integralni rješavači polja
S druge strane, integralni rješači polja koriste tehnike numeričke integracije za rješavanje Maxwellovih jednadžbi na površinama ili volumenima u dizajnu. Integralni rješavači oslanjaju se na diskretizaciju izvora elektromagnetskog polja, poput gustoće površinskog naboja za rješavanje kapaciteta. Uobičajeni algoritmi uključuju metodu graničnih elemenata (BEM) i metodu momenata (MoM).
Plutajući rješavači slučajnog hodanja (FRW)
Algoritam plutajućeg slučajnog hoda (FRW) također se obično grupira s rješavačima polja, ali oni službeno nisu rješavač polja, jer općenito ne rješavaju polja. Za razliku od tradicionalnih rješavača polja koji koriste determinističke metode za rješavanje jednadžbi, FRW algoritam uvodi stohastički element uključivanjem slučajnih hodanja u simulaciju. Ova slučajnost omogućuje realniji prikaz kretanja čestica u složenim okruženjima. Jedan od glavnih nedostataka FRW-a je dugotrajna priroda algoritma. Za dobivanje točnih rezultata potreban je veliki broj iteracija, što može značajno povećati vrijeme simulacije.
S lijeva na desno: Prikazi rješavača diferencijalnih polja, integralnih rješavača polja i plutajućeg slučajnog hoda. Kod rješavača diferencijalnih polja (metoda konačne razlike FDM i metoda konačnih elemenata FEM), čip je predstavljen pravocrtnom mrežom. S integralnim rješavačima polja (metoda graničnog elementa BEM i Metoda trenutaka MoM) diskretizirana je samo granica. S plutajućim slučajnim hodanjem, koji službeno nije rješavač polja, budući da ne rješava polja, simuliraju se slučajni putovi čestica između dva vodiča.
