HyperLynx 混合式求解器是一種分解求解器，旨在為 PCB 和柔性電纜等層式電子結構創建電磁模型。它與 HyperLynx 信號和電源完整性緊密集成，以提供準確、自動化的系統分析工作流程。
HyperLynx 混合求解器會為每個區段建立模型，然後使用各種不同的求解器方法來解決整體行為，將設計分解為軌跡、平面和通道。它假設結構為平面（或在纜線的情況下是橫截面），因此這些分析技術是有效的。與全波解析相比，混合求解器的運算和記憶體密集度較少，因此可以建立更大的結構建模型。在使用「cut and stitch」方法使用全波求解器建模信號路徑時，混合求解器會對整個信號路徑進行模型，並在求解器中執行分解。
HyperLynx 混合求解器非常適合執行整個 DDR 介面的電源感知分析，在這裡捕捉返回路徑電流共享和同時切換雜訊 (SSN) 的效果非常重要。它也非常適合用於全板交流電源完整性、模型分離電容器以及向 IC 引腳的電源輸送。混合求解器特別適用於功率完整性，因為它可以建模部分功率平面和相關的邊緣效果。
傳統信號完整性假設信號具有理想的返回路徑；始終存在於參考平面上，切換信號平面層時沒有參考中斷。傳統上也假設理想功率傳遞到設備的輸出緩衝區。
在現實世界中，在一個參考平面上流動的回流必須找到通往另一個參考平面的連續電路徑，這通常涉及附近的縫合通道。返回電流的任何轉移都會產生額外的電感，這會影響信號行為，並可以通過稱為返電流共享的現象導致信號之間的耦合。同樣地，輸出緩衝區的電源導軌並不理想，如果許多輸出同時切換相同方向，驅動器電壓可能會下降。電壓降量由輸出邊緣速率、驅動器強度、稱為桿電流的切換效果，以及服務模具該區域的高頻電容分離量決定。輸出電源導軌下降可降低輸出驅動器可用的功率，從而軟化並減慢輸出邊緣速率。這種現象稱為同步切換雜訊或 SSN。SSN 可降低信號操作邊距，在嚴重情況下可以關閉接收器輸入的可用眼睛。
使用理想的信號返回路徑可以進行快速建模，但忽略了跟踪過分割的影響，由於拼接通道不足而導致的返回路徑共享，信號通道之間和通過電源腔間的交叉信號之間的耦合。包括這些效果可以提供更逼真的運營利潤的估計，但需要更多建模和模擬計算時間的代價。包括這些效果只會減少設計邊距，而不會增加它。首先使用理想化的返回路徑運行分析是合理的-因為如果設計在理想情況下不通過，它將不會在更逼真的情況下進行過去。
使用理想的 IC 功率會忽略 SSN 的影響，同時將主機板的電源輸送特性的準確模型包括到 IC 引腳上，則可以量化這些效果。此分析需要為 IC 提供電源感知 IBIS 模型，並減慢模擬過程。基於與以前相同的原因，只有在設計通過理想功率通過分析後，才應考慮這些效果。
正確建模和模擬非理想返回路徑和 SSN 的效果需要準確的互連模型，該模型包括信號跟踪和主機板的電源輸送網路 (PDN) 的合併行為。HyperLynx 混合求解器可以直接從 BoardSIM 創建這些組合互連模型-用戶指定感興趣的信號和頻率，混合求解器創建一個 S 參數模型，可以直接納入 BoardSIM 模擬中。
現代印刷電路板具有多種電源供應器，其中一些只是板的某些層上的部分平面。準確建模輸送功率需要將這些部分平面與分離電容器和相關元件寄生物，以及每個電容器的風扇結構的迴路電感來正確建模。電源和接地平面在堆疊中的位置，以及電容器位置和風扇出，對不同 IC 所看到的電源輸送網絡（PDN）的阻抗特性有很大的影響。
元件在廣泛的頻率範圍內消耗功率，從 DC 到其內部切換速度（通常以 GHz 為單位）。僅僅在 DC 上提供大量電源不夠，因為當高速電路切換時，它會產生即時對電源需求來支持切換事件。由於 EM 波以有限速度傳遞，所以對額外功率的需求沒有時間流到 VRM 並返回-必須有一個可以觸發的局部電荷儲存（電容器）。這就是分離電容器在電源輸送網絡中扮演的角色。
在實踐中，PDN 是電容器的分散式階層，它以電壓調節器（VRM）開頭，並以 IC 模具本身上的電容器結束。在此之間，主機板上有各種電容器，從大量到小型設備，例如 0204s，IC 封裝上的可選電容器以及是 IC 佈局的一部分的電容結構。每組電容器都能滿足連續更高頻率的功率需求，而最高頻率電容器位於模具本身上。
電感是分離電容器的主要限制因素，因為它限制給定電容器可以服務的頻率。因此，電容器值、位置和風扇輸出是高頻 PCB 和封裝電容器的關鍵特點。與 IC 封裝的功率和接地接腳相關的電感能有效過濾交給 IC 的功率；超過一定點，PCB 是否能提供高頻功率，因為它不會通過 PC 封裝到模具。封裝和 IC 封裝必須從該點向前移動負載。
因此，主機板層級的交流電源完整性通常與從 VRM 的上限開始（通常為 5-25 kHz），結束於 IC 封裝的電源斷電頻率（通常是 25-100 MHz）的頻率。IC 封裝的截止頻率通常隨著封裝的增大而降低，因為封裝電感增加，因此封裝必須承載更多的高頻負載。
分析 PCB PDN 時，對分離電容器及其固有的寄生電感和電阻、電容器風扇的細節以及電容器位置和值非常重要。PDN 的阻抗在不同的 IC 引腳上進行探測，以確定每個 IC 上看到的 PDN 輪廓。
當 PCB 具有簡單的電源平面層，其中整個平面都是接地或單一電源供應器時，可以應用快速的交流分析方法-但現代 PCB 很少有這種方式製作。當功率和地面平面變得不規則時，需要更詳細的模型來捕捉它們的行為。HyperLynx 混合求解器可以準確捕捉任意形狀的電源和地面平面的行為，包括使用長而廣闊的軌跡將電源傳遞給個別元件。混合求解器無縫整合到進階分離工作流程中，因此一旦使用者識別要分析的電壓供應器並設定它，混合求解器就會處理其餘的工作。
HyperLynx 混合求解器可作為信號和電源完整性工作流程的緊密集成部分。在這些工作流程中，自動化分析精靈會逐步引導使用者完成設定和分析流程。用戶通過精靈回答每個頁面上的問題，HyperLynx 就會完成其餘的工作！
在 HL-SI DDR SI 電源感知工作流程中，混合求解器用於建立包含高速 DDR 訊號以及 PDN 及其互動的系統模型。此模型用於檢查非理想返回路徑和同時切換雜訊的影響。
在 HL-PI 進階分離工作流程中，混合求解器用於建立 PCB 模型，其中包括 VRM、板級 PDN、分離電容器以及要分析 PDN 阻抗的 IC 引腳。
在每種情況下，主機板層級特性都會自動提取，並用於為求解器建立即可執行的專案，這些專案會被解決並後處理，以產生高效、準確、被動的因果 S 參數模型，然後將其整合到系統層級模擬中。混合求解器輸出的 S 參數模型會記錄每個連接埠的分析和連線詳細資訊，以確保建構完整的系統網路清單時正確連線。
信號和電源完整性分析是複雜的多步驟過程，變更單一選項可能會顯著影響最終結果。由於這些模擬通常很長、運算和記憶體密集，因此確保模擬設置正確並一致執行是至關重要的。如果沒有能夠確保模擬執行一致且準確，則會耗費大量時間調整和重新調整。
HyperLynx 進階求解器可以互動方式執行，也可以透過基於 Python 的自動化方式執行。這允許使用互動式分析初始設定、分析和調試設計，以確定最佳模擬設定。然後，在迭代設計時，可以通過自動化重複使用這些設置，以確保分析始終以相同的方式執行，報告相同的指標並產生相同的輸出模型。可直接與求解器一起使用互動式命令列指令碼環境，以便使用者可以開發和測試自動化指令碼。
HyperLynx 進階求解器自動化是整個 HyperLynx 系列的更廣泛指令碼框架的一部分，可以建立自動化的多工具分析流程。此面向物件指令碼架構包括電源完整性、信號完整性和序列連結合性分析的預先定義流程，允許使用者只需幾行自訂程式碼執行複雜的分析。
