Skip to main content
Ta stran je prikazana z avtomatskim prevajanjem. Namesto tega glej v angleščini?

Reševalec mejnih elementov 3D EM

HyperLynx Full-Wave Solver

HyperLynx Full Wave Solver (FWS) je reševalec mejnih elementov, ki se uporablja za simulacijo zelo visokofrekvenčnega obnašanja 3D elektromagnetnih struktur, ki imajo poljubne geometrije. Je eden od članov integrirane družine HyperLynx Advanced Solvers.

Vezje z elektronskimi komponentami in vizualizacijo analize integritete signala za programsko opremo za reševanje polnih valov Hyperlynx.

Aplikacije za reševanje s polnim valom

Celovalni pristopi se uporabljajo, kadar je struktura, ki jo analiziramo, primerljiva (ali večja) od valovne dolžine signala na frekvencah, ki nas zanimajo. To je pristop splošnega namena, ki ne daje predpostavk o geometriji strukture ali njenem elektromagnetnem vedenju. V HyperLynx se polni valovni reševalec običajno uporablja za modeliranje kritičnih odsekov hitrih serijskih kanalov (prelomi, blokirne omejitve, prehodi in druge prekinitve), odsekov IC paketov visoke gostote ali izbranih delov pomnilniških vmesnikov DDR5.

Celovalne rešitve zagotavljajo najbolj natančne simulacije, ki so trenutno na voljo. To pomeni tudi, da so najbolj zapleteni in intenzivni pomnilnik, zaradi česar bodo najverjetneje zahtevali simulacijsko pospeševanje, bodisi z uporabo številnih CPU jeder na velikem strežniku bodisi z razdelitvijo dela (ali opravil) na več strojev v omrežju LAN.

Integracija HyperLynx in enostavnost uporabe

Ko se kot del analize na ravni sistema uporabljajo polnovalni reševalci, je popolna medsebojna povezava običajno prevelika, da bi jo lahko praktično rešili s 3D reševalnikom. To pomeni, da je medsebojno povezovanje razdeljeno na odseke, ki zahtevajo 3D reševalnik (prelomna območja, prehodi in blokirne kape), odseke, ki jih je mogoče natančno opisati z modeli sledi, in odseke, predstavljene kot modeli s parametri S (pogosto priključki in paketi IC). To je znano kot reševanje »rez in šiv« - medsebojna povezava je »razrezana« na odseke, ki so vsak modelirani posebej, nato pa se kosi »spet zšijejo« skupaj, da se ustvari model kanala od konca do konca za analizo na ravni sistema.

Metoda rezanja in šivanja povečuje učinkovitost reševanja, ker je velikost območij, rešenih s 3D simulacijo, omejena na kritična signalna območja in njihove povratne poti. Zunaj teh območij je predstavljanje signala z modelom sledi ali konektorja veliko učinkovitejše z vidika računalniškega časa in virov. Izziv pri metodi reza in šivanja je pravilno upravljanje vseh podrobnosti - na primer, vsako 3D območje mora biti dovolj veliko, da zagotovi obnašanje transverzalnega elektromagnetnega (TEM) na mejah vrat. To pomeni, da bo območje vključevalo del sledi signala, dolžino sledi, modelirano kot daljnovod, pa bo treba prilagoditi tako, da odraža del sledi, ki je že vključen v 3D območje. To 3D območje mora vključevati tudi povratno pot signala, zato je treba pri ustvarjanju območja upoštevati tudi prehode za šivanje tal in ustrezno razdaljo medpomnilnika. Običajno se ta postopek izvaja ročno, kar zahteva veliko strokovnega znanja uporabnikov. To močno omejuje število uporabnikov, ki lahko opravijo analizo, in število signalov, ki jih lahko praktično analizirajo.

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

Avtomatizirano ustvarjanje modela kanala po postavitvi

HyperLynx samodejno ustvari modele kanalov po postavitvi na podlagi zahtev za protokol, ki se analizira. Uporabniki preprosto izberejo signale, ki jih želijo analizirati, HyperLynx pa naredi ostalo:

  • Vgrajeni motor DRC se uporablja za samodejno prepoznavanje odsekov medsebojne povezave, ki zahtevajo 3D modeliranje.
  • HyperLynx BoardSIM ustvari ustrezne nastavitve za 3D simulacijo in jih pošlje v polni valovni reševalec.
  • Polni valovni reševalec modelira 3D območja na zahtevano frekvenco in ustvari modele za analizo SI. Ti modeli vključujejo metapodatke vrat, ki kažejo, kako naj bodo povezani znotraj modela celotnega kanala.
  • BoardSim združuje modele iz 3D simulatorja z modeli sledi in priključkov, da ustvari model, ki predstavlja kanal.
  • BoardSIM nato zažene simulacijo SI, ki obvešča protokol (običajno analizo SERDES ali DDR), da vzpostavi operativne robove na ravni sistema. To uporabniku pove, kateri signali prehajajo, kateri ne uspejo in za koliko.

Celovita vizualizacija in naknadna obdelava

HyperLynxov polni valovni reševalec vključuje celoten nabor izhodnih naprav za risanje, ki prikazujejo vedenje in se posodabljajo v realnem času, ko simulacija napreduje, kar uporabniku omogoča, da vidi, kako se model razvija med izvajanjem simulacije. Sem spadajo grafikoni realnega, velikostnega, namišljenega in faznega vedenja, prikazani z linearnimi, log in dB lestvicami. Podprto je tudi polarno risanje.

Ko je simulacija končana, lahko animirane grafikone toka in gostote polja uporabimo za nadaljnjo raziskavo vedenja strukture.

Simulirane rezultate je mogoče naknadno obdelati za odstranitev vgradnih učinkov struktur vrat, preverjanje in uveljavljanje pasivnosti, razdelitev velikih matrik na manjše, prilagoditev referenčnih končnih vrednosti vrat in pretvorbo podatkov z enim koncem v podatke mešanega načina.

Simulacijske modele je mogoče izvoziti kot podatke parametrov S, Y in Z s podvezji za zavijanje začimb za vključitev v simulacije vezij na sistemski ravni. Ustvarjeni modeli vključujejo tudi metapodatke vrat, ki določajo, kaj vsako vrata predstavlja in kako jih je treba povezati v večji model za simulacije na sistemski ravni.

full wave solver reporting

Prilagodljiva zmogljivost

Celovalno reševanje je najbolj računalniško in pomnilniško intenzivno od vseh aplikacij reševalcev, saj zagotavlja največjo natančnost in daje najmanj predpostavk o reševani strukturi. HyperLynx uporablja dvostopenjsko strategijo za izboljšanje pretoka reševalcev:

  • Prva (in najpreprostejša) stopnja zmogljivosti vključuje dodajanje več CPU jeder posameznemu reševalnemu zagonu. V tem scenariju reševalec razdeli naloge med razpoložljiva jedra, da bi delo hitreje dokončalo. Uporabnik nadzoruje, koliko jeder je dovoljeno uporabiti vsako reševalno delo. Kot vsak postopek porazdeljene analize tudi dodajanje več jeder sčasoma doseže točko zmanjševanja donosa. Na tej točki, če se simulacija izvaja na velikem strežniku, se lahko vzporedno izvaja več simulacij, da se poveča prepustnost.
  • Druga stopnja vključuje distribucijo več reševalnih tekov na različne stroje prek omrežja LAN. To omogoča, da se zmogljivost simulacije poveča na zelo visoke ravni, zlasti kadar je treba izvajati veliko število opravil reševalcev. Razdelitev delovnih mest za napredne reševalce HyperLynx (HL-AS JD) zagotavlja plast upravljanja opravil reševalcev, ki uporabnikom omogoča nadzor nad tem, kako in kje bodo izvedena simulacijska opravila. HL-AS JD lahko neposredno distribuira in upravlja simulacijska opravila prek omrežja LAN ali pa se lahko poveže s komercialnimi sistemi za upravljanje obremenitve (LSF, Windows HPC), da izkoristi obstoječo infrastrukturo za analizo, kjer je na voljo.
HLAS - HyperLynx Scalable Peformance 1280x720

Skriptiranje in avtomatizacija

Analiza integritete signala in moči sta zapleteni, večstopenjski procesi, pri katerih lahko sprememba ene same možnosti bistveno vpliva na končni rezultat. Ker so te simulacije pogosto dolgotrajne, računalniške in pomnilniške intenzivne, je ključnega pomena zagotavljanje pravilne nastavitve in doslednega izvajanja simulacij. Brez možnosti zagotavljanja doslednega in natančnega izvajanja simulacij se veliko časa izgubi pri prilagajanju in ponovni simulaciji.

HyperLynx Advanced Solvers se lahko izvajajo tako interaktivno kot z avtomatizacijo, ki temelji na Pythonu. To omogoča začetno nastavitev, analizo in odpravljanje napak modelov z interaktivno analizo za določitev optimalnih nastavitev simulacije. Potem, ko se zasnova ponavlja, je mogoče te nastavitve ponovno uporabiti z avtomatizacijo, da se zagotovi, da se analiza vedno izvaja na enak način, poroča o istih metrikah in ustvari iste izhodne modele. Interaktivno skriptno okolje ukazne vrstice je na voljo neposredno z reševalci, tako da lahko uporabniki razvijejo in preizkusijo svoje skripte za avtomatizacijo.

Avtomatizacija HyperLynx Advanced Solver je del širšega skriptnega okvira za celotno družino HyperLynx, ki omogoča ustvarjanje avtomatiziranih tokov analize z več orodji. Ta objektno usmerjen skriptni okvir vključuje vnaprej določene tokove za celovitost moči, celovitost signala in analizo skladnosti serijskih povezav, ki uporabnikom omogočajo izvajanje kompleksnih analiz z le nekaj vrsticami kode po meri.

HyperLynx Scripting and Automation
Polni valovni reševalec

Resources