Skip to main content
This page is displayed using automated translation. View in English instead?

3D EM rešavač graničnih elemenata

HyperLynx Full-Wave Solver

HiperLink Full Vave Solver (FVS) je rešavač graničnih elemenata koji se koristi za simulaciju vrlo visokofrekventnog ponašanja 3D elektromagnetnih struktura koje imaju proizvoljne geometrije. Jedan je član integrisane porodice HiperLink Advanced Solvers.

Ploča sa elektronskim komponentama i vizualizacijom analize integriteta signala za Hiperlink softver za rešavanje punog talasa.

Aplikacije za rešavanje punog talasa

Pristupi punog talasa koriste se kada je struktura koja se analizira uporediva (ili veća) od talasne dužine signala na frekvencijama od interesa. Ovo je pristup opšte namene koji ne pretpostavlja geometriju strukture ili njenom elektromagnetnom ponašanju. U HyperLynx, rešavač punog talasa se obično koristi za modeliranje kritičnih sekcija serijskih kanala velike brzine (probijanja, blokiranja, prelazaka i drugih diskontinuiteta), sekcija IC paketa visoke gustine ili odabranih delova DDR5 memorijskih interfejsa.

Rešenja punog talasa pružaju najtačnije simulacije koje su trenutno dostupne. To takođe znači da su oni najsloženiji i najintenzivniji za memoriju, što im čini najverovatnije da će zahtevati ubrzanje simulacije, bilo korišćenjem mnogih CPU jezgara na velikom serveru, ili podelom posla (ili poslova) na više mašina na LAN-u.

HyperLynx integracija i jednostavnost upotrebe

Kada se rešavači punog talasa koriste kao deo analize na nivou sistema, puna međusobna veza je obično prevelika da bi se praktično rešila 3D rešavačem. To znači da se međusobno povezivanje deli na odeljke koji zahtevaju 3D rešavač (prelomni regioni, prelazi i kape za blokiranje), sekcije koje se mogu tačno opisati modelima tragova i sekcije predstavljene kao modeli S-parametara (često konektori i IC paketi). Ovo je poznato kao rešavanje „sečenja i šivanja“ - međusobno povezivanje se „iseče“ na sekcije od kojih se svaki modelira pojedinačno, a zatim se komadi „spajaju“ zajedno kako bi se stvorio model kanala od kraja do kraja za analizu nivoa sistema.

Metoda sečenja i šivanja maksimizira efikasnost rešavanja jer je veličina područja rešenih 3D simulacijom ograničena na kritična područja signala i njihove povratne puteve. Izvan tih područja, predstavljanje signala modelom traga ili konektora daleko je efikasnije sa stanovišta računanja vremena i resursa. Izazov sa metodom sečenja i uboda je pravilno upravljanje svim detaljima - na primer, svako 3D područje mora biti dovoljno veliko da obezbedi ponašanje transverzalnog elektromagnetnog (TEM) na granicama porta. To znači da će područje uključivati neki deo traga signala, a dužina traga modelirana kao dalekovod moraće da se prilagodi tako da odražava deo traga koji je već uključen u 3D područje. To 3D područje takođe mora da uključuje povratnu putanju signala, tako da prilikom kreiranja područja takođe treba uzeti u obzir prijelaze za šivanje tla i odgovarajuću udaljenost međuspremnika. Obično se ovaj proces vrši ručno, što zahteva značajnu korisničku stručnost. Ovo uveliko ograničava broj korisnika koji mogu da izvrše analizu i broj signala koje praktično mogu analizirati.

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

Automatizovano kreiranje modela kanala nakon rasporeda

HyperLynx automatski kreira modele kanala nakon rasporeda na osnovu zahteva za protokol koji se analizira. Korisnici jednostavno biraju signale koje žele da analiziraju, a HiperLink radi ostalo:

  • Ugrađeni DRC motor koristi se za automatsku identifikaciju delova međusobnog povezivanja koji zahtevaju 3D modeliranje.
  • HyperLynx BoardSim kreira odgovarajuće postavke za 3D simulaciju i šalje ih rešaču punog talasa.
  • Rešavač punog talasa modelira 3D područja na potrebnu frekvenciju i stvara modele za SI analizu. Ovi modeli uključuju metapodatke porta koji ukazuju na to kako treba da budu povezani unutar modela punog kanala.
  • BoardSim kombinuje modele iz 3D simulatora sa modelima tragova i konektora kako bi stvorio model koji predstavlja kanal.
  • BoardSIM zatim pokreće SI simulaciju svesnu protokola (obično SerDES ili DDR analizu) kako bi se uspostavile radne marže na nivou sistema. Ovo govori korisniku koji signali prolaze, koji ne uspevaju i za koliko.

Sveobuhvatna vizuelizacija i naknadna obrada

HiperLink-ov rešavač sa punim talasima uključuje kompletan skup uređaja za crtanje izlaza koji pokazuju ponašanje i ažuriraju se u realnom vremenu kako simulacija napreduje, omogućavajući korisniku da vidi kako se model razvija dok se simulacija pokreće. To uključuje grafikone stvarnog, magnitudnog, imaginarnog i faznog ponašanja, prikazane sa linearnim, log i dB skalama. Podržano je i polarno crtanje.

Kada se simulacija završi, animirani dijagrami struje i gustine polja mogu se koristiti za dalje istraživanje ponašanja strukture.

Simulirani rezultati mogu se naknadno obraditi kako bi se uklonili efekti portskih struktura, proverili i primenili pasivnost, podelili velike matrice na manje, prilagodili vrednosti referentnog završetka porta i pretvorili podaci sa jednim krajem u podatke mešovitog režima.

Simulacioni modeli se mogu izvesti kao podaci S-, I- i Z-parametara sa podkrugovima omotača začina za uključivanje u simulacije kola na nivou sistema. Generisani modeli takođe uključuju metapodatke porta koji definišu šta svaki port predstavlja i kako treba da bude povezan u veći model za simulacije na nivou sistema.

full wave solver reporting

Skalabilne performanse

Rešavanje punog talasa je najviše računarstvo i memorijsko intenzivnije od svih aplikacija za rešavanje, jer pruža najveću tačnost i čini najmanje pretpostavki o strukturi koja se rešava. HyperLynx koristi dvoslojnu strategiju za poboljšanje propusnosti rešača:

  • Prvi (i najjednostavniji) nivo performansi uključuje dodavanje više CPU jezgara u pojedinačni rad rešavača. U ovom scenariju, rešavač raspoređuje zadatke među dostupnim jezgrama kako bi posao brže završio. Korisnik kontroliše koliko jezgara je dozvoljeno da koristi svaki zadatak rešavača. Kao i svaki proces distribuirane analize, dodavanje više jezgara na kraju postiže tačku smanjenja prinosa. U tom trenutku, ako se simulacija izvodi na velikom serveru, paralelno se može pokrenuti nekoliko simulacija kako bi se povećala propusnost.
  • Drugi nivo uključuje distribuciju višestrukih rešavača na različite mašine preko LAN-a. Ovo omogućava skaliranje performansi simulacije na veoma visoke nivoe, posebno kada postoji veliki broj poslova rešavača koji treba izvršiti. Distribucija HyperLynx Advanced Solvers (HL-AS JD) pruža sloj za upravljanje poslom rešavača koji omogućava korisnicima da kontrolišu kako i gde će se izvršavati simulacioni poslovi. HL-AS JD može direktno distribuirati i upravljati simulacijskim poslovima preko LAN-a ili se može povezati sa komercijalnim sistemima upravljanja opterećenjem (LSF, Windows HPC) kako bi iskoristio postojeću infrastrukturu za analizu gde je dostupna.
HLAS - HyperLynx Scalable Peformance 1280x720

Skriptiranje i automatizacija

Analiza integriteta signala i snage su složeni procesi u više koraka, gde promena jedne opcije može značajno uticati na krajnji rezultat. Budući da su ove simulacije često dugotrajne, računske i memorijske, ključno je osigurati da se simulacije pravilno postavljaju i da se izvode dosledno. Bez mogućnosti da se osigura da se simulacije izvode dosledno i tačno, gubi se mnogo vremena prilagođavanjem i ponovnom simulacijom.

HyperLynx Advanced Solvers mogu se pokrenuti i interaktivno i putem automatizacije zasnovane na Pithonu. Ovo omogućava da se dizajni prvobitno postavljaju, analiziraju i otklanjaju greške pomoću interaktivne analize kako bi se odredile optimalne postavke simulacije. Zatim, kako se dizajn ponavlja, ta podešavanja se mogu ponovo koristiti automatizacijom kako bi se osiguralo da se analiza uvek izvodi na isti način, izveštava o istim metrikama i proizvodi iste izlazne modele. Interaktivno okruženje za skriptiranje komandne linije dostupno je direktno sa rešačima tako da korisnici mogu da razviju i testiraju svoje skripte za automatizaciju.

Automatizacija HyperLynx Advanced Solver deo je šireg okvira za skriptiranje za celu porodicu HyperLynx, koji omogućava kreiranje automatizovanih tokova analize sa više alata. Ovaj objektno orijentisani skriptni okvir uključuje unapred definisane tokove za integritet snage, integritet signala i analizu usklađenosti sa serijskim vezama koji omogućavaju korisnicima da izvode složene analize sa samo nekoliko linija prilagođenog koda.

HyperLynx Scripting and Automation
Rešavač punog talasa

Resources