Вирішувач полів

Польові вирішувачі є важливими інструментами для дизайнерів інтегральних схем та дизайнерів друкованих плат для аналізу та оптимізації електричних характеристик своїх конструкцій.

Що таке польовий розв'язувач?

Розв'язувач поля - це програмне забезпечення для електромагнітного моделювання, яке вирішує рівняння Максвелла. Він може вирішувати повні рівняння Максвелла (розв'язувач повної хвилі), або він може вирішити частковий набір, такий як паразитна ємність або екстракція індуктивності.

Програмне забезпечення для електромагнітного моделювання допомагає моделювати електромагнітні поля та вирішувати складні рівняння для забезпечення функціональності та надійності кінцевого продукту. Однією з поширених відмінностей у польових вирішувачах є диференціальні та інтегральні розв'язувачі, кожен із яких має свої сильні сторони та застосування.

Супутні товари: Видобуток паразитів Calibre xACT 3D, Моделювання електромагнетики «Сімцентр», HyperLynx Advanced Solvers

Engineer using laptop in industrial setting with large machinery in background

Зрозумійте переваги

Які переваги використання польового розв'язувача порівняно із використанням стандартного інструменту для вилучення паразитів?

Підвищення продуктивності схеми

Отримайте неперевершену точність у розрахунку паразитної ємності, забезпечуючи оптимальну продуктивність та надійність інтегральних схем.

Підвищення ефективності проектування

Швидко визначте та вирішуйте потенційні проблеми на початку процесу проектування, значно скорочуючи час та витрати на розробку.

Забезпечити цілісність

Точно імітуючи електромагнітні взаємодії, забезпечте цілісність і функціональність ваших конструкцій в широкому діапазоні умов експлуатації.

Розв'язувачі диференціальних полів

Розв'язувачі диференціальних полів працюють шляхом розв'язування рівнянь Максвелла за допомогою методів скінченних різниць. Ці методи дискретизують простір у прямолінійну сітку, де електричне та магнітне поля обчислюються в кожній точці. Цей підхід добре підходить для аналізу високочастотних ефектів і різких переходів у конструкції, таких як сліди сигналу на друкованій платі або взаємозв'язки на мікросхемі. Точність диференціального вирішувача залежить від розміру осередків сітки, що використовуються для дискретизації простору - менші комірки призводять до більш точних результатів, але вимагають більше обчислювальних ресурсів.

Методи скінченної різниці (FD) та кінцевих елементів (ФЕМ)

Диференціальна форма поля має два різних аромати: методи кінцевої різниці (FD) та кінцевих елементів (FEM). Метод кінцевої різниці пропонує чудові властивості конвергенції. За допомогою правильної настройки роздільної здатності сітки та числових схем дизайнери можуть досягти високоточних рішень рівнянь поля з мінімальними обчислювальними зусиллями. Це робить його привабливим вибором для критичних за часом застосувань у проектуванні інтегральних схем, де швидкий час виконання є важливим.

Інтегральні вирішувачі поля

З іншого боку, інтегральні вирішувачі полів використовують методи чисельної інтеграції для вирішення рівнянь Максвелла над поверхнями або об'ємами в конструкції. Інтегральні вирішувачі покладаються на дискретизацію джерел електромагнітного поля, таких як щільність поверхневого заряду для вирішення ємності. Загальні алгоритми включають метод граничних елементів (BEM) та метод моментів (MoM).

Вирішувачі плаваючої випадкової ходьби (FRW)

Алгоритм Floating Random Walk (FRW) також зазвичай групується з вирішувачами полів, але вони офіційно не є вирішувачами полів, оскільки вони взагалі не вирішують поля. На відміну від традиційних розв'язувачів полів, які використовують детерміновані методи для вирішення рівнянь, алгоритм FRW вводить стохастичний елемент, включаючи випадкові ходи в моделювання. Ця випадковість дозволяє більш реалістично представити рух частинок у складних середовищах. Одним з головних недоліків FRW є трудомісткий характер алгоритму. Для отримання точних результатів потрібна велика кількість ітерацій, що може значно збільшити час моделювання.

Three differential integral floating solvers

Зліва направо: Представлення диференціальних вирішувачів полів, інтегральних вирішувачів полів та плаваючої випадкової ходи. За допомогою розв'язувачів диференціальних полів (метод скінченної різниці FDM та метод скінченних елементів FEM) мікросхема представлена прямолінійною сіткою. За допомогою інтегральних розв'язувачів полів (Метод граничних елементів BEM та Метод моментів MoM) дискретизується лише межа. За допомогою плаваючої випадкової ходьби, яка офіційно не є вирішувачем поля, оскільки не вирішує поля, моделюються випадкові шляхи частинок між двома провідниками.