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3D EM 경계 요소 솔버

하이퍼링크스 풀웨이브 솔버

HyperLynx 풀 웨이브 솔버 (FWS) 는 임의 기하학을 가진 3D 전자기 구조의 초고주파 동작을 시뮬레이션하는 데 사용되는 경계 요소 솔버예요.HyperLynx 어드밴스드 솔버 통합 제품군 중 하나예요.

Hyperlynx 전파 솔버 소프트웨어를 위한 전자 부품과 신호 무결성 분석 시각화 기능이 있는 회로 기판이에요.

풀웨이브 솔버 애플리케이션

전파 접근법은 분석 대상 구조가 관심 주파수에서의 신호 파장과 비슷하거나 클 때 사용해요.이것은 구조물의 기하학이나 전자기적 거동에 대한 가정을 하지 않는 범용 접근법이에요.HyperLynx에서 전파 솔버는 보통 고속 직렬 채널의 중요한 섹션 (브레이크아웃, 블로킹 캡, 비아 및 기타 불연속성), 고밀도 IC 패키지의 섹션 또는 DDR5 메모리 인터페이스의 특정 부분을 모델링하는 데 사용돼요.

전파 솔루션은 현재 가능한 가장 정확한 시뮬레이션을 제공해요.즉, 가장 복잡하고 메모리 사용량이 많기 때문에 대형 서버의 CPU 코어를 많이 사용하거나 LAN의 여러 컴퓨터에 작업 (또는 작업) 을 분할하여 시뮬레이션 가속이 필요할 가능성이 가장 높다는 뜻이에요.

하이퍼링크스 통합 및 사용 편의성

전파 솔버를 시스템 수준 분석의 일부로 사용하면 전체 상호 연결이 보통 너무 커서 3D 솔버로 실제로 풀 수 없어요.즉, 인터커넥트는 3D 솔버가 필요한 섹션 (브레이크아웃 영역, 비아, 블로킹 캡), 트레이스 모델로 정확하게 설명할 수 있는 섹션, S-파라미터 모델로 표시되는 섹션 (주로 커넥터와 IC 패키지) 으로 분할돼요.이것을 “컷 앤 스티치” 리졸빙이라고 해요. 상호 연결을 각각 개별적으로 모델링한 섹션으로 “절단”한 다음 다시 다시 “스티칭”하여 시스템 수준 분석을 위한 엔드 투 엔드 채널 모델을 생성해요.

3D 시뮬레이션으로 푸는 영역의 크기가 중요한 신호 영역과 각각의 반환 경로로 제한되기 때문에 컷 앤 스티치 방법은 해결 효율성을 극대화해요.그 영역 밖에서는 트레이스 모델이나 커넥터 모델로 신호를 나타내는 것이 계산 시간과 리소스 관점에서 훨씬 효율적이에요.컷 앤 스티치 방식의 문제점은 모든 디테일을 정확하게 관리하는 거예요. 예를 들어 각 3D 영역은 항구 경계에서 횡단 전기 자기 (TEM) 동작을 보장할 수 있을 만큼 커야 해요.즉, 영역에 신호 추적의 일부가 포함되고 전송선으로 모델링된 추적 길이를 3D 영역에 이미 포함된 추적 부분을 반영하도록 조정해야 해요.그 3D 영역에는 신호 복귀 경로도 포함되어야 하기 때문에 영역을 만들 때 그라운드 스티칭 비아와 적절한 버퍼 거리도 고려해야 해요.보통 이 과정은 손으로 진행돼서 상당한 사용자 전문 지식이 필요해요.이로 인해 분석을 수행할 수 있는 사용자 수와 실제로 분석할 수 있는 신호 수가 크게 제한돼요.

A diagram showing the integration and ease of use of HLAS.

자동화된 포스트 레이아웃 채널 모델 생성

HyperLynx는 분석 중인 프로토콜의 요구 사항을 기반으로 포스트 레이아웃 채널 모델을 자동으로 생성해요.사용자는 분석하려는 신호를 선택하기만 하면 나머지는 HyperLynx가 알아서 해요.

  • 내장된 DRC 엔진은 인터커넥트에서 3D 모델링이 필요한 부분을 자동으로 식별하는 데 사용돼요.
  • 하이퍼링크스 보드 심 3D 시뮬레이션에 적합한 설정을 만들어 풀웨이브 솔버로 보낸대요.
  • 전파 솔버는 3D 영역을 필요한 주파수로 모델링하고 SI 분석을 위한 모델을 만들어요.이 모델들은 풀 채널 모델 내에서 어떻게 연결해야 하는지를 나타내는 포트 메타데이터를 포함해요.
  • BoardSim은 3D 시뮬레이터의 모델을 트레이스 및 커넥터 모델과 결합하여 채널을 나타내는 모델을 만들어요.
  • 그러면 BoardSim이 프로토콜 인식 SI 시뮬레이션 (보통 SerDes 또는 DDR 분석) 을 실행해서 시스템 수준에서 영업 마진을 설정해요.이것은 사용자에게 어떤 신호가 통과하고, 어떤 신호가 얼마나 실패하는지 알려줘요.

포괄적인 시각화 및 사후 처리

HyperLynx의 Full-Wave Solver에는 시뮬레이션이 진행됨에 따라 실시간으로 동작을 보여주고 업데이트하는 전체 출력 플로팅 기능이 포함되어 있어 사용자가 시뮬레이션을 실행하면서 모델이 어떻게 진화하고 있는지 확인할 수 있어요.여기에는 선형, 로그, dB 스케일로 표시된 실수, 크기, 허수, 위상 거동 플롯이 포함돼요.폴라 플로팅도 지원돼요.

시뮬레이션이 완료되면 애니메이션 전류 및 전계 밀도 도표를 사용하여 구조물의 동작을 더 자세히 조사할 수 있어요.

시뮬레이션된 결과를 후처리하여 포트 구조의 효과를 디임베드하고, 수동성을 확인 및 적용하고, 큰 행렬을 작은 행렬로 분할하고, 포트 레퍼런스 터미네이션 값을 조정하고, 단일 종단 데이터를 혼합 모드 데이터로 변환할 수 있어요.

시뮬레이션 모델을 스파이스 래퍼 서브회로와 함께 S, Y, Z-파라미터 데이터로 내보내 시스템 수준 회로 시뮬레이션에 포함시킬 수 있어요.생성된 모델에는 각 포트가 무엇을 나타내는지, 시스템 수준 시뮬레이션을 위해 더 큰 모델에 어떻게 연결해야 하는지를 정의하는 포트 메타데이터도 포함돼요.

full wave solver reporting

확장 가능한 성능

전파 해결은 정확도가 가장 높고 풀리는 구조에 대한 가정을 가장 적게 하기 때문에 모든 솔버 응용 프로그램 중에서 연산과 메모리 사용량이 가장 많아요.HyperLynx는 솔버 처리량을 개선하기 위해 2단계 전략을 사용해요.

  • 첫 번째 (그리고 가장 단순한) 성능 계층은 개별 솔버 실행에 CPU 코어를 더 추가하는 거예요.이 시나리오에서 솔버는 작업을 더 빨리 완료하기 위해 사용 가능한 코어에 작업을 분산해요.각 솔버 작업에서 사용할 수 있는 코어 수는 사용자가 제어해요.다른 분산 분석 프로세스처럼, 코어를 더 추가하면 결국 수익이 줄어들 거예요.이때 시뮬레이션을 대형 서버에서 실행하는 경우 여러 시뮬레이션을 병렬로 실행하여 처리량을 늘릴 수 있어요.
  • 두 번째 티어는 여러 솔버 실행을 LAN을 통해 여러 머신에 분배하는 거예요.이렇게 하면 특히 실행할 솔버 작업이 많을 때 시뮬레이션 성능을 매우 높은 수준으로 조정할 수 있어요. 하이퍼링크스 어드밴스드 솔버스 잡 디스트리뷰션 (HL-AS JD) 사용자가 시뮬레이션 작업을 실행하는 방법과 위치를 제어할 수 있는 솔버 작업 관리 레이어를 제공해요.HL-AS JD는 LAN 전체에 시뮬레이션 작업을 직접 분배하고 관리할 수 있고, 상용 부하 관리 시스템 (LSF, Windows HPC) 과 인터페이스하여 가능한 경우 기존 분석 인프라를 활용할 수 있어요.
HLAS - HyperLynx Scalable Peformance 1280x720

스크립팅 & 자동화

신호 및 전력 무결성 분석은 복잡한 다단계 프로세스로서, 단일 옵션을 변경하면 최종 결과에 큰 영향을 미칠 수 있어요.이러한 시뮬레이션은 종종 시간이 오래 걸리고 컴퓨팅과 메모리를 많이 사용하기 때문에 시뮬레이션을 제대로 설정하고 일관되게 수행하는 것이 중요해요.시뮬레이션을 일관되고 정확하게 수행할 수 있는 능력이 없으면 조정하고 재시뮬레이션하는 데 많은 시간을 허비해야 해요.

HyperLynx 고급 솔버는 대화형과 파이썬 기반 자동화를 통해 실행할 수 있어요.이렇게 하면 대화형 분석을 사용하여 설계를 처음에 설정, 분석 및 디버깅하여 최적의 시뮬레이션 설정을 결정할 수 있어요.그런 다음 설계를 반복하면서 자동화를 통해 해당 설정을 재사용하여 분석이 항상 같은 방식으로 실행되고, 동일한 메트릭을 보고하고, 동일한 결과 모델을 생성할 수 있어요.사용자가 자동화 스크립트를 개발하고 테스트할 수 있도록 솔버에서 직접 대화형 명령줄 스크립팅 환경을 사용할 수 있어요.

HyperLynx 고급 솔버 자동화는 전체 HyperLynx 제품군을 위한 광범위한 스크립팅 프레임워크의 일부예요. 이를 통해 자동화된 멀티 툴 분석 흐름을 만들 수 있어요.이 객체 지향 스크립팅 프레임워크에는 전력 무결성, 신호 무결성, 직렬 링크 컴플라이언스 분석을 위한 사전 정의된 흐름이 포함되어 있어 사용자가 사용자 지정 코드 몇 줄로 복잡한 분석을 실행할 수 있어요.

HyperLynx Scripting and Automation
풀웨이브 솔버

리소스