HyperLynx Full-Wave Solver

Когда двухволновые решатели используются для анализа на системном уровне, полное межсоединение обычно слишком велико, чтобы его можно было практически решить с помощью трехмерного решателя. Это означает, что межсоединение разделяется на разделы, требующие трехмерного решателя (области пересечения, переходные отверстия и заглушки), участки, которые можно точно описать с помощью моделей трассировки, и разделы, представленные в виде моделей S-параметров (часто разъемы и пакеты микросхем). Такое решение называется методом «вырезания и сшивания»: межсоединение «разрезается» на части, каждая из которых моделируется по отдельности, затем детали снова «сшиваются» вместе, образуя сквозную канальную модель для анализа на системном уровне.

Метод вырезания и сшивания обеспечивает максимальную эффективность решения, поскольку размер областей, решаемых с помощью трехмерного моделирования, ограничен критическими областями сигнала и соответствующими путями их возврата. За пределами этих областей представление сигнала с помощью модели трассировки или коннектора намного эффективнее с точки зрения вычислительного времени и ресурсов. Проблема метода вырезания и сшивания заключается в правильном управлении всеми деталями. Например, каждая трехмерная область должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить поперечное электромагнитное воздействие (TEM) на границах портов. Это означает, что область будет включать некоторую часть трассы сигнала, а длину трассы, смоделированную в виде линии передачи, необходимо будет скорректировать, чтобы отразить часть трассы, уже включенную в трехмерную область. Эта трехмерная область также должна включать обратный путь сигнала, поэтому при создании области также необходимо учитывать переходные отверстия для заземления и достаточное буферное расстояние. Обычно этот процесс выполняется вручную, что требует значительного опыта пользователей. Это значительно ограничивает количество пользователей, которые могут выполнять анализ, и количество сигналов, которые они могут анализировать на практике.

Двухволновое решение требует наибольших вычислительных ресурсов и памяти из всех решающих приложений, поскольку оно обеспечивает наибольшую точность и позволяет сделать наименьшее количество предположений о решаемой структуре. HyperLynx использует двухуровневую стратегию повышения пропускной способности решателя:

• Первый (и самый простой) уровень производительности предполагает добавление большего количества ядер процессора к отдельному запуску решателя. В этом сценарии решатель распределяет задачи между доступными ядрами, чтобы ускорить выполнение задания. Пользователь определяет, сколько ядер разрешено использовать в каждом задании решателя. Как и в любом процессе распределенного анализа, добавление большего количества ядер в конечном итоге приводит к снижению отдачи. На этом этапе, если моделирование выполняется на большом сервере, для повышения пропускной способности можно запустить несколько симуляций параллельно.
• Второй уровень включает распределение нескольких запусков решателя на разных машинах по локальной сети. Это позволяет масштабировать производительность моделирования до очень высокого уровня, особенно при выполнении большого количества заданий решателя. Распределение заданий в решениях HyperLynx Advanced Solvers (HL-AS JD) предоставляет слой управления заданиями решателя, который позволяет пользователям контролировать, как и где будут выполняться задания моделирования. HL-AS JD может распределять задания по моделированию и управлять ими напрямую по локальной сети или подключаться к коммерческим системам управления нагрузкой (LSF, Windows HPC), чтобы использовать преимущества существующей аналитической инфраструктуры там, где это возможно.

Анализ целостности сигналов и питания — это сложный многоэтапный процесс, в котором изменение одного варианта может существенно повлиять на конечный результат. Поскольку такое моделирование часто занимает много времени, требует больших вычислительных ресурсов и памяти, крайне важно обеспечить правильную настройку и стабильное выполнение моделирования. Без возможности обеспечить последовательное и точное моделирование тратится много времени на настройку и ремоделирование.

HyperLynx Advanced Solvers можно запускать как в интерактивном режиме, так и с помощью автоматизации на основе Python. Это позволяет изначально настраивать, анализировать и отлаживать проекты с помощью интерактивного анализа для определения оптимальных настроек моделирования. Затем, по мере повторного проектирования, эти настройки можно повторно использовать с помощью автоматизации, чтобы анализ всегда выполнялся одинаково, предоставлял одни и те же метрики и создавал одни и те же модели вывода. Интерактивная среда сценариев с командной строкой доступна непосредственно в решателях, поэтому пользователи могут разрабатывать и тестировать свои сценарии автоматизации.

Автоматизация HyperLynx Advanced Solver является частью более широкой среды сценариев для всего семейства HyperLynx, которая позволяет создавать автоматизированные потоки анализа с использованием нескольких инструментов. Эта объектно-ориентированная среда сценариев включает в себя заранее определенные процессы анализа целостности питания, целостности сигналов и соответствия последовательным каналам связи, которые позволяют пользователям выполнять комплексный анализ, используя всего несколько строк настраиваемого кода.