Bộ giải toàn sóng HyperLynx

HyperLynx Full Wave Solver (FWS) là một bộ giải phần tử ranh giới được sử dụng để mô phỏng hành vi tần số rất cao của các cấu trúc điện từ 3D có hình học tùy ý. Nó là một thành viên của gia đình tích hợp HyperLynx Advanced Solvers.

Tài nguyên HyperLynx

Ứng dụng giải toàn sóng

Phương pháp tiếp cận toàn sóng được sử dụng khi cấu trúc được phân tích có thể so sánh (hoặc lớn hơn) so với bước sóng tín hiệu ở các tần số quan tâm. Đây là một cách tiếp cận có mục đích chung không đưa ra các giả định về hình học của cấu trúc hoặc hành vi điện từ của nó. Trong HyperLynx, bộ giải toàn sóng thường được sử dụng để mô hình hóa các phần quan trọng của các kênh nối tiếp tốc độ cao (đột phá, chặn nắp, đường vias và các gián đoạn khác), các phần của gói IC mật độ cao hoặc các phần được chọn của giao diện bộ nhớ DDR5.

Các giải pháp toàn sóng cung cấp các mô phỏng chính xác nhất hiện có. Điều này cũng có nghĩa là chúng phức tạp và tốn nhiều bộ nhớ nhất, khiến chúng có nhiều khả năng yêu cầu tăng tốc mô phỏng nhất, bằng cách sử dụng nhiều lõi CPU trên máy chủ lớn hoặc bằng cách chia công việc (hoặc công việc) trên nhiều máy trên mạng LAN.

Tích hợp HyperLynx và dễ sử dụng

Khi các bộ giải toàn sóng được sử dụng như một phần của phân tích cấp hệ thống, kết nối đầy đủ thường quá lớn để có thể giải được thực tế bằng bộ giải 3D. Điều đó có nghĩa là kết nối được phân vùng thành các phần yêu cầu bộ giải 3D (vùng đột phá, đường vias và nắp chặn), các phần có thể được mô tả chính xác bằng mô hình theo dõi và các phần được biểu diễn dưới dạng mô hình tham số S (thường là đầu nối và gói IC). Điều này được gọi là giải “cắt và khâu” - kết nối được “cắt” thành các phần được mô hình hóa riêng lẻ, sau đó các mảnh được “khâu” lại với nhau để tạo ra một mô hình kênh đầu đến cuối để phân tích cấp hệ thống.

Phương pháp cắt và khâu tối đa hóa hiệu quả giải vì kích thước của các khu vực được giải bằng mô phỏng 3D bị giới hạn ở các vùng tín hiệu quan trọng và đường quay trở lại tương ứng của chúng. Bên ngoài các khu vực đó, việc biểu diễn tín hiệu bằng mô hình theo dõi hoặc kết nối hiệu quả hơn nhiều từ quan điểm về thời gian tính toán và tài nguyên. Thách thức với phương pháp cắt và khâu là quản lý tất cả các chi tiết một cách chính xác - ví dụ, mỗi khu vực 3D cần phải đủ lớn để đảm bảo hành vi điện từ tính ngang (TEM) tại ranh giới cổng. Điều này có nghĩa là khu vực sẽ bao gồm một phần của dấu vết tín hiệu và độ dài dấu vết được mô hình hóa dưới dạng đường truyền sẽ cần được điều chỉnh để phản ánh phần dấu vết đã được bao gồm trong khu vực 3D. Khu vực 3D đó cũng cần bao gồm đường dẫn trở lại của tín hiệu, vì vậy các đường nối mặt đất và khoảng cách đệm thích hợp cũng cần được xem xét khi tạo khu vực. Thông thường, quá trình này được thực hiện bằng tay, đòi hỏi chuyên môn đáng kể của người dùng. Điều này giới hạn rất nhiều số lượng người dùng có thể thực hiện phân tích và số lượng tín hiệu mà họ có thể phân tích thực tế.

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

Tự động tạo mô hình kênh sau bố cục

HyperLynx tự động tạo các mô hình kênh sau bố trí dựa trên các yêu cầu đối với giao thức đang được phân tích. Người dùng chỉ cần chọn các tín hiệu họ muốn phân tích và HyperLynx thực hiện phần còn lại:

Công cụ DRC tích hợp được sử dụng để tự động xác định các phần của kết nối yêu cầu mô hình 3D.
HyperLynx BoardSIM tạo các thiết lập thích hợp cho mô phỏng 3D và gửi chúng đến bộ giải toàn sóng.
Bộ giải toàn sóng mô hình các vùng 3D theo tần số yêu cầu và tạo các mô hình để phân tích SI. Các mô hình này bao gồm siêu dữ liệu cổng cho biết cách chúng nên được kết nối trong mô hình kênh đầy đủ.
BoardSim kết hợp các mô hình từ trình mô phỏng 3D với các mô hình theo dõi và kết nối để tạo ra một mô hình đại diện cho kênh.
BoardSIM sau đó chạy mô phỏng SI nhận thức giao thức (thường là phân tích SERDES hoặc DDR) để thiết lập biên độ hoạt động ở cấp hệ thống. Điều này cho người dùng biết tín hiệu nào đi qua, tín hiệu nào thất bại và bao nhiêu.

Trực quan hóa toàn diện & xử lý hậu kỳ

Bộ giải sóng đầy đủ của HyperLynx bao gồm một bộ đầy đủ các phương tiện vẽ biểu đồ đầu ra hiển thị hành vi và cập nhật trong thời gian thực khi mô phỏng tiến triển, cho phép người dùng xem mô hình đang phát triển như thế nào khi mô phỏng được chạy. Chúng bao gồm các biểu đồ của hành vi thực, độ lớn, tưởng tượng và pha, được hiển thị với thang đo tuyến tính, log và dB. Vẽ đồ cực cũng được hỗ trợ.

Sau khi mô phỏng hoàn tất, các biểu đồ mật độ hiện tại và trường hoạt hình có thể được sử dụng để điều tra thêm hành vi của cấu trúc.

Kết quả mô phỏng có thể được xử lý hậu kỳ để khử các hiệu ứng nhúng của cấu trúc cổng, kiểm tra và thực thi tính thụ động, chia ma trận lớn thành các ma trận nhỏ hơn, điều chỉnh giá trị kết thúc tham chiếu cổng và chuyển đổi dữ liệu một đầu thành dữ liệu chế độ hỗn hợp.

Các mô hình mô phỏng có thể được xuất dưới dạng dữ liệu tham số S-, Y- và Z với các mạch con bọc gia vị để đưa vào mô phỏng mạch cấp hệ thống. Các mô hình được tạo cũng bao gồm siêu dữ liệu cổng xác định những gì mỗi cổng đại diện và cách nó nên được kết nối thành một mô hình lớn hơn để mô phỏng cấp hệ thống.

Hiệu suất có thể mở rộng

Giải toàn sóng là ứng dụng tính toán và bộ nhớ nhiều nhất trong tất cả các ứng dụng giải, bởi vì nó cung cấp độ chính xác cao nhất và đưa ra ít giả định nhất về cấu trúc đang được giải. HyperLynx sử dụng chiến lược hai tầng để cải thiện thông lượng giải:

Tầng hiệu suất đầu tiên (và đơn giản nhất) liên quan đến việc thêm nhiều lõi CPU hơn vào một lần chạy bộ giải riêng lẻ. Trong trường hợp này, trình giải phân phối tác vụ giữa các lõi có sẵn để hoàn thành công việc nhanh hơn. Người dùng kiểm soát số lõi mà mỗi công việc giải được phép sử dụng. Giống như bất kỳ quy trình phân tích phân tán nào, việc thêm nhiều lõi hơn cuối cùng đạt đến mức lợi nhuận giảm dần. Tại thời điểm đó, nếu mô phỏng đang được chạy trên một máy chủ lớn, một số mô phỏng có thể được chạy song song để tăng thông lượng.
Tầng thứ hai liên quan đến việc phân phối nhiều lần chạy bộ giải cho các máy khác nhau trên mạng LAN. Điều này cho phép hiệu suất mô phỏng được thu nhỏ đến mức rất cao, đặc biệt là khi có một số lượng lớn các công việc giải cần chạy. Phân phối công việc HyperLynx Advanced Solvers (HL-AS JD) cung cấp một lớp quản lý công việc giải quyết cho phép người dùng kiểm soát cách thức và nơi các công việc mô phỏng sẽ được thực hiện. HL-AS JD có thể phân phối và quản lý các công việc mô phỏng trực tiếp trên mạng LAN hoặc nó có thể giao tiếp với các hệ thống quản lý tải thương mại (LSF, Windows HPC) để tận dụng cơ sở hạ tầng phân tích hiện có khi có sẵn.

HLAS - HyperLynx Scalable Peformance 1280x720

Kịch bản & tự động hóa

Phân tích toàn vẹn tín hiệu và công suất là các quy trình phức tạp, nhiều bước, trong đó việc thay đổi một tùy chọn duy nhất có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả cuối cùng. Bởi vì các mô phỏng này thường kéo dài, tính toán và tốn nhiều bộ nhớ, đảm bảo rằng các mô phỏng được thiết lập đúng cách và được thực hiện nhất quán là rất quan trọng. Nếu không có khả năng đảm bảo rằng các mô phỏng được thực hiện một cách nhất quán và chính xác, sẽ mất nhiều thời gian để điều chỉnh và tái cấu trúc.

HyperLynx Advanced Solvers có thể được chạy cả tương tác và thông qua tự động hóa dựa trên Python. Điều này cho phép thiết kế ban đầu được thiết lập, phân tích và gỡ lỗi bằng cách sử dụng phân tích tương tác để xác định cài đặt mô phỏng tối ưu. Sau đó, khi thiết kế được lặp lại, các cài đặt đó có thể được sử dụng lại thông qua tự động hóa để đảm bảo phân tích luôn được chạy theo cùng một cách, báo cáo cùng một số liệu và tạo ra các mô hình đầu ra giống nhau. Một môi trường kịch bản dòng lệnh tương tác có sẵn trực tiếp với các trình giải để người dùng có thể phát triển và kiểm tra các tập lệnh tự động hóa của họ.

Tự động hóa HyperLynx Advanced Solver là một phần của khung kịch bản rộng hơn cho dòng HyperLynx đầy đủ, cho phép tạo các luồng phân tích đa công cụ tự động được tạo ra. Khung kịch bản hướng đối tượng này bao gồm các luồng được xác định trước cho tính toàn vẹn nguồn, tính toàn vẹn tín hiệu và phân tích tuân thủ liên kết nối tiếp cho phép người dùng chạy các phân tích phức tạp chỉ với một vài dòng mã tùy chỉnh.

Bộ giải toàn sóng

Bộ giải phần tử ranh giới 3D EM

HyperLynx Full-Wave Solver