HyperLynx Hybrid Solver

HyperLynx Hybrid Solver ir sadalīšanas risinātājs, kas paredzēts, lai izveidotu elektromagnētiskos modeļus slāņainām elektroniskām struktūrām, piemēram, PCB un elastīgiem kabeļiem. Tas ir cieši integrēts ar HyperLynx signālu un jaudas integritāti, lai nodrošinātu precīzas, automatizētas sistēmas analīzes darbplūsmas.

HyperLynx resursi

Hibrīda risinātāju lietojumprogrammas

HyperLynx Hybrid risinātājs sadala dizainu pēdās, plaknēs un šķērsojumos, izveidojot modeli katrai sadaļai un pēc tam risinot vispārējo uzvedību, izmantojot dažādas risinātāja metodes. Tas pieņem, ka struktūra ir plakana (vai kabeļu gadījumā šķērsgriezums), lai šīs analītiskās metodes ir derīgas. Hibrīdie risinātāji ir mazāk skaitļoši un ietilpīgi atmiņai nekā pilna viļņa risināšanai, un rezultātā var modelēt lielākas struktūras. Ja signāla ceļu modelēšanai ar pilna viļņu risinātāju izmanto “griezuma un dūriena” metodi, hibrīds risinātājs modelē visu signāla ceļu un veic sadalīšanos risinātājā.

HyperLynx Hybrid risinātājs ir ideāli piemērots visu DDR saskarņu enerģijas apzināšanas analīzei, kur ir svarīgi uztvert atgriešanās ceļa strāvas koplietošanas un vienlaicīgas komutācijas trokšņa (SSN) ietekmi. Tas ir ideāli piemērots arī pilnas pansijas maiņstrāvas integritātei, atdalīšanas kondensatoru modelēšanai un jaudas padevei IC tapām. Hibrīda risinātājs ir īpaši piemērots jaudas integritātei, jo tas modelē daļējas jaudas plaknes un ar to saistītos bārkstīšanās efektus.

Atgriešanās ceļa analīze

Enerģijas apzināta signāla integritāte

Tradicionālā signāla integritāte pieņem, ka signāliem ir ideāli atgriešanās ceļi; vienmēr pastāv virs atskaites plaknes, bez atsauces pārtraukuma, pārslēdzot signāla plaknes slāņus. Tradicionāli tiek pieņemts, ka ideāla jauda tiek piegādāta ierīces izejas buferiem.

Reālajā pasaulē atgriešanās strāvām, kas plūst vienā atskaites plaknē, jāatrod nepārtraukts elektriskais ceļš uz otru, kas parasti ietver tuvumā esošās šūšanas caurules. Jebkura atgriešanās strāvas novirzīšana rada papildu induktivitāti, kas ietekmē signāla uzvedību un var izraisīt signālu savienošanu, izmantojot parādību, kas pazīstama kā atgriešanās strāvas koplietošana. Līdzīgi strāvas sliede pie izejas bufera nav ideāla, un vadītāja spriegums var nokrist, ja daudzas izejas vienlaikus pārslēdzas vienā virzienā. Sprieguma krituma apjomu nosaka izejas malas ātrums, vadītāja stiprums, pārslēgšanas efekts, kas pazīstams kā laužņa strāva, un augstfrekvences kapacitatīvās atdalīšanas daudzums, kas apkalpo šo matricas laukumu. Izejas jaudas sliedes nokrišana samazina izejas vadītājam pieejamo jaudu, mīkstinot un palēninot izejas malas ātrumu. Šī parādība ir pazīstama kā vienlaicīga pārslēgšanās troksnis jeb SSN. SSN samazina signāla darbības robežas un smagos gadījumos var aizvērt pieejamo aci pie uztvērēja ieejas.

Ideāla signāla atgriešanās ceļa izmantošana ļauj ātri modelēt, taču tiek atstāta novārtā izsekošanas sekas pār sadalīšanu, atgriešanās ceļa koplietošanas neatbilstošu sašūšanas ceļu dēļ, savienojums starp signāla caurulēm un signālu, izmantojot šķērssienu caur strāvas dobumu. Šo efektu iekļaušana nodrošina reālistiskāku darbības rezerves novērtējumu uz lielāka modelēšanas un simulācijas aprēķināšanas laika rēķina rēķina. Šo efektu iekļaušana tikai samazinās dizaina rezervi, nevis palielinās to. Ir lietderīgi vispirms veikt analīzi ar idealizētiem atgriešanās ceļiem - jo, ja dizains ideālā gadījumā neiziet, tas nepaies reālistiskākā.

Izmantojot ideālu IC jaudu, tiek atstāta novārtā SSN ietekme, savukārt precīza paneļa barošanas raksturlielumu modeļa iekļaušana IC tapām ļauj šos efektus kvantitatīvi noteikt. Šai analīzei IC ir nepieciešams jaudu apzināts IBIS modelis, un tas palēnina simulācijas procesu. To pašu iemeslu dēļ kā iepriekš, šie efekti jāņem vērā tikai tad, kad dizains iziet analīzi ar ideālu jaudu.

Pareizi modelējot un simulējot neideālu atgriešanās ceļu un SSN ietekmi, ir nepieciešams precīzs starpsavienojuma modelis, kas ietver signāla pēdu un plates barošanas piegādes tīkla (PDN) kombinēto uzvedību. HyperLynx Hybrid risinātājs var izveidot šos kombinētos starpsavienojumu modeļus tieši no BoardSIM - lietotājs norāda interesējošos signālus un frekvences, un Hybrid risinātājs izveido S-parametru modeli, kas gatavs tiešai iekļaušanai BoardSIM simulācijās.

PCB līmeņa jaudas integritāte

Mūsdienu iespiedshēmas platēm ir vairāki barošanas avoti, no kuriem daži ir tikai daļējas plaknes noteiktos plātnes slāņos. Lai precīzi modelētu jaudas piegādi, ir nepieciešams pareizi modelēt šīs daļējās plaknes kopā ar atdalīšanas kondensatoriem un saistītajiem komponentu parazītiem, kā arī katra kondensatora ventilatora struktūras cilpas induktivitāti. Jaudas un zemes plakņu atrašanās vieta uzkrājumā, kā arī kondensatora atrašanās vieta un ventilators lielā mērā ietekmē barošanas piegādes tīkla (PDN) pretestības raksturlielumu, kā to redz dažādi IC.

Komponenti patērē enerģiju plašā frekvenču diapazonā, sākot no līdzstrāvas līdz to iekšējam pārslēgšanas ātrumam (parasti GHz). Nepietiek ar vienkāršu enerģijas nodrošināšanu līdzstrāvas režīmā, jo, pārslēdzoties ātrgaitas ķēdei, tas rada tūlītēju enerģijas pieprasījumu, lai atbalstītu pārslēgšanas notikumu. Tā kā EM viļņi pārvietojas ar ierobežotu ātrumu, nav laika, lai pieprasījums pēc papildu jaudas plūst uz VRM un atpakaļ - ir jābūt vietējam lādiņa rezervuāram (kondensatoram), kam var pieskarties. Tā ir kondensatoru atdalīšanas loma enerģijas piegādes tīklos.

Praksē PDN ir sadalīta kondensatoru hierarhija, kas sākas ar sprieguma regulatoru (VRM) un beidzas ar kondensatoriem uz pašas IC formas. Starp tiem uz tāfeles ir dažādi kondensatori, kas svārstās no lielapjoma līdz mazām ierīcēm, piemēram, 0204s, izvēles kondensatoriem uz IC paketes un kapacitatīvām struktūrām, kas ir daļa no IC izkārtojuma. Katra kondensatoru grupa apkalpo jaudu secīgi augstākās frekvencēs, un augstākās frekvences kondensatori atrodas uz pašas formas.

Induktivitāte ir galvenais ierobežojošais koeficients kondensatoru atdalīšanai, jo tas ierobežo frekvences, kuras konkrētais kondensators var apkalpot. Tādējādi kondensatora vērtība, izvietojums un ventilators ir svarīgas iezīmes augstfrekvences PCB un iepakojuma kondensatoriem. Induktivitāte, kas saistīta ar IC paketes strāvas un zemējuma tapām, efektīvi filtrē IC piegādāto jaudu; pēc noteikta punkta nav svarīgi, vai PCB var piegādāt augstfrekvences jaudu vai nē, jo tā nenonāktu caur datora paketi līdz matrikai. Iepakojumam un IC paketei ir jāpārnes krava uz priekšu no šī punkta.

Tā rezultātā maiņstrāvas jaudas integritāte plates līmenī parasti attiecas uz frekvencēm, kas sākas pie VRM augšējās robežas (parasti 5-25 kHz) un beidzas ar IC paketes jaudas ierobežošanas frekvenci (parasti 25-100 MHz). IC paketes robežfrekvence parasti samazinās, kad iepakojumi kļūst lielāki, jo iepakojuma induktivitāte palielinās, un tāpēc iepakojumam ir jāpārvadā lielāka augstfrekvences slodze.

Analizējot PCB PDN, ir ļoti svarīgi modelēt atdalīšanas kondensatorus un tiem raksturīgās parazitārās induktivitātes un pretestības, detaļas par kondensatora ventilatoru un kondensatora atrašanās vietas un vērtības. PDN pretestība tiek pārbaudīta dažādās IC tapās, lai noteiktu PDN profilu, kas redzams katrā IC.

Ja PCB ir vienkārši strāvas plaknes slāņi, kur ir noslīpēta visa plakne vai viens barošanas avots, var izmantot ātras maiņstrāvas analīzes metodes, taču tikai daži mūsdienu PCB tiek izgatavoti šādā veidā. Kad jaudas un zemes plaknes kļūst neregulāras, ir nepieciešama detalizētāka modelēšana, lai uztvertu to uzvedību. HyperLynx Hybrid risinātājs var precīzi uztvert patvaļīgi veidotu jaudas un zemes plakņu uzvedību, ieskaitot garu, plašu pēdu izmantošanu, lai piegādātu jaudu atsevišķiem komponentiem. Hibrīda risinātājs ir nemanāmi integrēts uzlabotās atdalīšanas darbplūsmā, tāpēc, tiklīdz lietotājs identificē analizējamo sprieguma padevi un to iestatīs, pārējo veic hibrīda risinātājs.

HyperLynx integrācija un lietošanas ērtums

HyperLynx hibrīda risinātājs kalpo kā cieši integrēta signāla un jaudas integritātes darbplūsmu sastāvdaļa. Šajās darbplūsmās automatizētās analīzes vednes sniedz lietotājus soli pa solim veikt iestatīšanas un analīzes procesus. Lietotāji iet cauri vedņiem, atbildot uz jautājumiem katrā lapā, un HyperLynx dara pārējo!

HL-SI DDR SI enerģijas apzināšanas darbplūsmā hibrīds risinātājs tiek izmantots, lai izveidotu sistēmas modeli, kas ietver ātrgaitas DDR signālus, kā arī PDN un to mijiedarbību. Šo modeli izmanto, lai pārbaudītu gan neideālu atgriešanās ceļu, gan vienlaicīgas pārslēgšanas trokšņa ietekmi.

HL-PI uzlabotās atdalīšanas darbplūsmā hibrīda risinātājs tiek izmantots, lai izveidotu PCB modeli, kas ietver VRM, plates līmeņa PDN, atdalīšanas kondensatorus un IC tapas, kur jāanalizē PDN pretestība.

Katrā gadījumā dēļu līmeņa raksturlielumi tiek automātiski iegūti un izmantoti, lai izveidotu risinātāja palaišanai gatavus projektus, kas tiek atrisināti un pēc tam apstrādāti, lai iegūtu efektīvus, precīzus, pasīvus, cēloņsakarīgus S parametru modeļus, kas pēc tam tiek iekļauti sistēmas līmeņa simulācijās. Hibrīda risinātāja izvadītie S parametru modeļi dokumentē katra porta analīzi un savienojuma informāciju, lai nodrošinātu pareizu savienojamību, kad tiek izveidots pilns sistēmas tīkla saraksts.

Skriptu veidošana un automatizācija

Signāla un jaudas integritātes analīze ir sarežģīti, daudzpakāpju procesi, kur vienas opcijas maiņa var būtiski ietekmēt gala rezultātu. Tā kā šīs simulācijas bieži ir garas, aprēķināmas un ietilpīgas atmiņai, ļoti svarīgi ir nodrošināt simulāciju pareizu iestatīšanu un konsekventu veikšanu. Bez iespējas nodrošināt, ka simulācijas tiek veiktas konsekventi un precīzi, daudz laika tiek zaudēts pielāgošanai un atkārtotai simulācijai.

HyperLynx Advanced Solvers var palaist gan interaktīvi, gan izmantojot Python balstītu automatizāciju. Tas ļauj sākotnēji iestatīt, analizēt un atkļūdot dizainus, izmantojot interaktīvu analīzi, lai noteiktu optimālos simulācijas iestatījumus. Pēc tam, kad dizains tiek atkārtots, šos iestatījumus var atkārtoti izmantot, izmantojot automatizāciju, lai nodrošinātu, ka analīze vienmēr tiek veikta tādā pašā veidā, ziņo par vienu un to pašu metriku un rada vienādus izvades modeļus. Interaktīva komandrindas skriptu vide ir pieejama tieši ar risinātājiem, lai lietotāji varētu izstrādāt un pārbaudīt savus automatizācijas skriptus.

HyperLynx Advanced Solver automatizācija ir daļa no plašākas skriptu sistēmas pilnai HyperLynx saimei, kas ļauj izveidot automatizētas vairāku rīku analīzes plūsmas. Šī objektorientētā skriptu sistēma ietver iepriekš definētas plūsmas jaudas integritātei, signāla integritātei un sērijveida saišu atbilstības analīzei, kas ļauj lietotājiem veikt sarežģītas analīzes tikai ar dažām pielāgotā koda rindām.