RF設計軟體和平臺大掃描

2020-11-22 電子產品世界

今年在夏威夷檀香山舉行的IEEE微波理論與技術研討會(MTT-S)與國際微波研討會(IMS)上到處是最新的射頻元器件、材料以及創新的產品。此外,測試和測量的提升尤其引人注目。然而,展區也反映了一個增長的趨勢:在微波業界軟體工具日益重要。其一向被認為只有大規模設計才會使用這些工具。在過去十幾年裡,這些軟體工具不斷提升的承受能力已經與其能力相結合,共同緩解在各個設計階段的瓶頸。所以,軟體設計工具目前為大部分射頻工程師所使用。軟體市場已隨著這一成功而蓬勃發展,為設計師提供了可供廣泛選擇的軟體產品以及軟體公司。

在高頻和高速器件的三維(3D)電磁仿真領域,Ansoft公司首次披露HFSS v11 (圖1)。該版本保證用戶可以實現結構的無限仿真,而這先前由於規模太大而無法求解。基本上,HFSS v11將新的更高階、層次化基本功能與迭代求解相結合。這一求解採用了更小的網格提供了高精度域,因而其對大型、多波長結構產生了更高效的解。此外,容錯、高質量、有限元網格算法允許HFSS對非常複雜的模型進行仿真,其比先前的版本快2至5倍,但只用了一半的內存。軟體中的其它新特點如下:增強的埠求解、Floquet埠、擴大優選的遺傳算法、終端的自動分配功能以及離散和插值頻率掃描的自動分布求解。該版本還提供了參數掃描、敏感度以及統計分析的分布求解。對基於EM的設計流程,Ansoft將HFSS動態連接到Ansoft的組合頻域和時域電路仿真器Nexxim,以及該公司的集成電路圖與設計管理前端Ansoft Designer。

另一個流行的EM仿真器保證在通用形狀的3D和多層結構上求解電流分布。稱為IE3D的基於全波、矩量法(MoM)的仿真器屬於Zeland軟體(Fremont,加利福尼亞州)公司。在三月中旬,公布了IE3D 12.12。該版本提出並實現了共軛匹配因子(CMF)。只要提供了晶片阻抗和基本配置,CMF允許設計師來判斷RFID天線的品質。此外,用於實時、全波EM設計的FastEM設計包允許工程師確定平面和3D結構的參數。其可以實現對結構的高精度、高效IE3D仿真,並從仿真結果中提取FastEM信號。該信號允許用戶實現實時EM調諧、優化和合成。

Zeland的IE3D版還包括了分布網絡EM仿真,並對IE3D、ZDS和ZDM 12.1進行了優化。最新實現的ZDS和ZDM保證通過一個為10的因子來幫助分布式與多許可授權IE3D用戶提高仿真效率。此外,IE3D版12.12極大提高了IE3D引擎的速度,甚至無需多CPU的支持。具有布爾運算基於方程的、電路圖—版圖編輯器允許工程師用參數對象以電路圖方式創建複雜的版圖。因為所有對象的尺寸都是基於方程的,用戶可以在庫的有限對象類型覆蓋之外建立結構。IE3D 12仿真自動產生頻率依賴的、集總元件、等效電路模型。

像IE3D一樣,Sonnet軟體公司的Sonnet套件可以在單片微波集成電路(MMIC)、射頻集成電路(RF IC)、平面天線及更多設計中使用。然而,Sonnet套件開發用於平面電路和天線的高精度RF模型(S、Y、Z參數或提取SPICE模型)。該軟體需要電路的物理描述,其中包含了任意版圖以及金屬和介質的材料特性。但是,其採用了基於麥斯韋爾方程的矩量法(MoM)EM分析,包括了所有寄生、交叉耦合、封裝以及封裝諧振效應。

Sonnet套件的11版在三月份公布,共同校準內部埠在電路版圖內部引入了理想地校準連接。因此,模型可以連接在用戶首選的頻域和時域仿真器上。為了去除組內埠間的交叉耦合,共同校準埠被組合在校準組(Calibration Group)中,並且進行去埋(de-embedded)。此外,11版採用的組件包括了EM仿真中的電氣或電路理論模型。該組件可以校準有關連接器件端子寬度的連接。所以,表面貼裝焊盤與該組件端子寬度之間的間斷在Sonnet中進行了精確表徵。其還被包括在EM分析中。

稱為em的Sonnet EM分析引擎目前已經提高為64-b Windows和Linux平臺。所以,問題規模僅僅受到用戶計算機中隨機存儲器(RAM)大小的限制。此外,Sonnet 套件11版提供了重新設計和重新寫入安捷倫ADS的接口,被稱為ebridge。其還簡化了Sonnet著名的集群運算功能,該功能允許設計師採用多臺計算機來求解大型EM分析。分析頻率在CPU之間劃分,這轉為節省了非常可觀的時間。這一集群計算能力可以在無需第三方軟體的現有計算機網絡上加以實現。

四個單獨的3D EM仿真工具組成了計算機仿真科技GmbH公司的CST Studio套件:CST Microwave Studio用於高頻應用,CST EM Studio用於低頻和靜態應用,CST Particle Studio用於帶電粒子動態應用,而CST Design Studio用於綜合與電路仿真。這些程序全部可以通過CST設計環境進行訪問。最新版的CST Studio Suite 2008有望在今年第四季度上市。在這一版本中進行的改進是兩個最新的接口,其簡化了設計工作流程,特別是針對工程師所涉及到的信號完整性問題。與Mentor Graphics的固有接口Expedition採用了COM/COM來交換整體版圖、面積或線網的數據。第二,這是一個ODB++接口,可以從各種工具(例如Mentor Graphics的Board Station和Zuken的CR5000)來訪問版圖。此外,CST Microwave Studio的用戶將可以利用Sigrity的電流分布作為場源並輸出HSPICE模型。

在性能方面,這一新版本承諾改善瞬態和頻域的並行求解。另外,正在與英特爾進行的代碼優化項目保證了最新的和即將上市的處理器世代發揮充分的優勢。專用硬體加速板可以用於瞬態求解。對四面體網格上的直接頻域求解而言,都已經提高了內存使用與速度。CST Design Studio 2008還允許從CWT MWS中直接使用電路圖模塊來建立版圖(圖2)。對信號完整性設計師而言,IBIS和Berkeley Spice模型可以包含在CST DS仿真中。另外,CST Particle Studio 2008中的網格質點(PIC)求解法可以在外部和空間電場情況下提供完全一致的帶電粒子動態仿真。

Applied Wave Research公司的(El Segundo,加利福尼亞州)Microwave Office設計套件和系統仿真軟體、Visual System Simulator(VSS)的2007版在五月下旬發布。Microwave Office目前提供用於提高下一代通訊產品設計師生產率的電路提取技術。因為用戶可以通過用於電路提取的基於版圖的模型,ACE自動電路提取承諾削減複雜互連最初建模所需要的時間。另外,設計師可以在設計流程中的最早期階段實現精確互連模型。

Microwave Office 2007的其他特性包括增強了與APLAC諧波平衡仿真引擎的整合,改善了EM層疊編輯器與版圖布局,以及新的版圖特性與仿真模型。由於與VSS RF Inspector進行了整合,可以從Microwave Office環境內部實現頻域仿真。此外,擴展的Intelligent Net (iNet)技術包括了單片微波集成電路(MMIC)、模塊以及印製電路板(PCB)設計能力。2007版還提供了擴展的設計規則檢查(DRC)覆蓋和支持,以及AC與HSPICE噪聲分析。

就其一部分而言,該公司的VSS 2007軟體目前包括了RFA技術。這一系統級、RF結構規劃和指標工具定位於RF通訊系統工程師,在交付硬體和/或特定電路設計前,這些工程師需要快速建立並驗證射頻設計師的初步指標。RFA的新仿真工具RF Inspector承諾幫助設計師在系統級設計階段的設計過程早期發現潛在的陷阱。所以用戶可以查明交調噪聲的來源,以及RF鏈路有害毛刺。VSS 2007還提供了RF中心測量結果,例如累積相位噪聲和載波幹擾噪聲比(CINR)。VSS 2007為WiMAX配備了WiMAX移動庫,其完全兼容IEEE 802.16e-2005規範,這是一個WirelessMAN-OFDMA物理層和一個WiMAX固定庫(802.16d-2004)接收器。

Agilent EEsof公司的Advanced Design System (ADS) RF電子設計自動化(EDA)軟體是電路仿真的主幹。該公司還提供了RF Design Environment、IC-CAP器件建模軟體和系統,以及Eagleware-Elanix 公司的GENESYS與SystemVue。由於信號完整性設計、高數據速率連接以及串行數據鏈路設計師的集成驗證工具包目前可以發現並校正抖動源,同時預測位誤碼率(BER)的性能。安捷倫公司的信號完整性驗證工具包(Signal Integrity Verification Toolkit)設計用於ADS平臺。通過在數Gbit通訊鏈路設計中識別並分析使性能下降的抖動來源,這將幫助設計師在硬體原型開始設計之前發現並消除抖動的起因。

截至5月底,安捷倫還宣布了將其全波、3D仿真器Electromagnetic Design System (EMDS)集成到ADS平臺中。安捷倫基於ADS的EMDS承諾減少設計高精度高頻RF/微波模塊、RF電路板以及平面天線所需的步驟(圖3)。不僅僅作為EM專業工具,基於ADS的EMDS實現了全部3D EM仿真易於所有的ADS用戶區使用。安捷倫基於ADS的EMDS允許設計師在開始物理原型設計前,在知情的情況下作出設計決定和調整。當仿真採用非同質平面介質構建的電路時特別有用,這些電路例如介質諧振器振蕩器(DRO)或下腔螺旋電感器等。其還對在開始硬體生產之前驗證平面EM仿真結果是有用的。

在大多數情況下,這些軟體平臺定位於電氣工程應用,甚至更特殊地,用於RF設計出現的問題。然而,許多軟體平臺可以服務於這個市場,並同時滿足其他數學和自然科學領域。兩個來自MathWorks公司的主要例子。該公司最出名的可能是MATLAB,這是一款高級語言和交互環境,與例如c、c++和Fortran等傳統的程式語言相比,其能夠使設計師以更快地速度執行計算密集型任務。該公司的Simulink平臺提供了多領域仿真以及動態系統基於模型的設計。因為Simulink與MATLAb進行了集成,其對廣泛算法開發工具、數據可視化、數據分析與存取,以及數值計算提供了即時訪問。

國家儀器公司(NI)具有相當大的系列軟體產品來滿足廣泛的行業需求。該公司的旗艦產品LabVIEW目前允許用戶利用面向對象編程開發可擴展的代碼。他們還可以用自動VI接口建立與可重用擴展代碼集成.NET網頁服務,這些代碼可以自動生成DLL接口。此外,自動調用DLL並利用回調是可能的。

COMSOL 公司目前正將其數學建模、仿真與虛擬原型提供給更為廣泛的工程師群體。在COMSOL Multiphysics 3.3中,AC/DC模塊允許靜態和準靜態模型包括任何耦合物理和非線性材料。對聲學模塊來說,用戶可以通過固體和液體來對聲波傳播進行建模。RF模塊允許設計師沒有RF和微波仿真限制的條件下指定圖形、物理和材料。COMSOL Multiphysics 3.3還公布了兩款新軟體。信號與系統實驗室(Signals Systems Lab)提供了三個圖形用戶接口(GUI)以及大量功能來支持信號處理與分析、系統識別以及統計。優化實驗室(Optimization Lab)除無約束優化外,包含了求解受約束的線性優化、二次、非線性目標和最小二乘問題。

由於其計算能力可達500至1500兆單元/秒,Schmid Partner Engineering AG或SPEAG公司的EM仿真工具溝通了眾多不同行業。就12.4版SEMCAD X仿真平臺而言,該公司已經採用最新的EMC/EMI有關特性以及材料建模方法。還取得了內存效率的極大提高。SEMCAD X V12.4提供了額外的優化目標,這包括了OTA參數、一致性和更多的CAD結構GA優化。其還提供特異材料(雙負)、擴展的色散材料,以及耗散金屬和塗層板建模。3D固體建模工具箱也已經進行擴展。

業界正在證明電路和EM仿真的持續發展。但是,這些公司開始認識到還需要獨特的軟體功能。例如,Flomerics公司(Marlborough,麻薩諸塞州)從事EM仿真的同時提供熱效應分析軟體。由於設計師不斷努力在更小的空間之外獲得更多的能量,能夠理解、預測和分析設計的散熱方面是至關重要的。ADI公司用ADIsimPLL回應了不同的需求,這是一款鎖相環(PLL)電路設計和計算軟體。3.0版將仿真器中PLL環路濾波器可以獲得的拓撲範圍從9提高到18。九個新的環路濾波器拓撲的大部分包括了更高階的有源濾波器,這可以提供額外的諧波抑制。新的專用壓控振蕩器(VCO)/參考庫文件編輯器允許通過VCO或參考振蕩器庫文件進行瀏覽,與用戶訪問VCO調諧和相位噪聲數據一樣。此外,計算PLL的閉環增益並在FreqDomain頁面上進行顯示。相位噪聲圖已經被提高從而顯示來自每個PLL噪聲源的貢獻。

Modelithics公司將其分開的方法之一就是利用其獨特的庫。該公司的最新CLR庫就是一個底層和部分價值伸縮性、表面貼裝、RLC模型庫。目前,許多這些模型包括了焊盤的幾何尺寸。此外,某些具有水平/垂直方向選擇。對4.1版,全部Modelithics全局模型(Modelithics Global Model)允許用簡單仿真模式設置來去埋焊盤影響。然後可以應用用戶指定的焊盤影響。在三月,該公司還將新一類模型引入到高精度RF和微波仿真模型的Modelithics庫中。系統器件庫(SCL)引入了用於功能系統模塊的高精度線性和非線性模型的集合,其包括了濾波器、開關、衰減器、變壓器、放大器以及混頻器。

在過去幾年裡,EDA巨人Cadence設計系統公司已經步入RF領域。例如,Cadence RF SiP Methodology Kit在系統設計、物理實現以及生產之間進行了連接廣泛的整合。所以,其允許全系統封裝(full-SiP)電分析並表徵關鍵路徑,這與通過自頂向下的驗證從整個系統級仿真進行行為建模一樣。該公司還提供了Cadence RF Design Methodology Kit,該工具包承諾縮短產品開發周期,提高矽的可預見性,並實現更高的射頻設計生產率。其功能包括了證明智能管理RLCK寄生的先進方法,電感綜合與建模,通過新—本地包絡技術進行全晶片驗證,以及PLL仿真指南。它還通過IC設計來連接系統級設計。

這些例子僅僅為RF軟體領域及其表面上無盡的能力提供了一個小窗口。從實現最窄、最具挑戰的任務到滿足幾乎每個設計師的EM仿真需求,軟體正在消除日益增加的設計麻煩和錯誤。隨著軟體開發的增加,將會出現實現新的仿真,甚至執行大部分實際設計的軟體。

相關焦點

  • 智慧南京時空大數據與雲平臺——平臺軟體開發及集成(一期)
    南京市公共資源交易中心(以下簡稱「交易中心」)受南京市規劃和自然資源局(單位名稱,以下簡稱「採購人」)委託,就智慧南京時空大數據與雲平臺——平臺軟體開發及集成(一期)(項目名稱)進行網上國內公開招標,有關事宜公告如下:1.項目概述項目編號:NJZC-2019GK0350項目名稱:智慧南京時空大數據與雲平臺
  • 什麼是裝修設計軟體?裝修設計軟體有哪些?
    什麼是裝修設計軟體?裝修設計軟體是一種電腦設計軟體的統稱。這種軟體需要在電腦上運行使用,進行網站頁面和畫面的設計工作。用通俗的說法就是能做成裝修圖紙的軟體,包括平面圖結構圖效果圖等。裝修設計軟體是當前功能最強、效果最好、最受用戶歡迎的裝修設計軟體。
  • 每日實用的軟體推薦之文本掃描王
    最受歡迎文字識別軟體,安卓無需ROOT權限【應用名稱】:安卓全能掃描王v4.8.2綠化版【應用版本】:4.8.2【應用大小】:23.60M【支持平臺】:安卓(Android)【測試機型】:HUAWEI P30 Pro【軟體介紹】:最新版發布哦!
  • Altera發布Quartus Prime Pro設計軟體,加速大容量FPGA設計
    Altera,現在已屬英特爾公司,今天發布新的產品版Quartus® Prime Pro設計軟體,進一步提高了FPGA設計性能和設計團隊的效率。
  • AT88RF020型射頻識別卡及其應用
    關鍵詞:射頻識別; AT88RF020;讀卡器; 就餐管理1 引言 如今,在一些就餐比較集中的大、中專及中學裡,就餐基本上採用微機管理。學生憑一張非接觸式RFID卡就可以方便地在學校食堂消費。 (2)閱讀器(Reader或讀卡器) 讀取(除讀卡外還可以寫入)標籤信息的設備,可設計為手持式或固定式。 (3)天線(Antenna) 在標籤(射頻卡)和讀卡器之間傳遞射頻信號。有些系統還通過讀卡器的RS232或RS485接口與外部計算機(上位機主系統)連接,進行數據交換。
  • 多功能平臺聚焦掃描微區X射線光電子能譜儀介紹
    空氣壓縮機一臺,國內採購  4.3 石英高壓反應池  程序控溫系統  真空監測系統  真空泵系統  進出氣系統,參考南京大學用戶設計建議。  4.7 計算機系統,含數據採集和數據處理軟體包。  4.8 與以上所有系統相關聯的電子學控制櫃。  5、儀器主要技術參數與要求  5.1 儀器主機功能,單色化Al Kα  5.1.1 大面積XPS  Ag3d5/2,1400umx100um, FWHM≤1.00eV時,靈敏度≥1,000,000 cps。
  • 諾斯頓測量|三維掃描技術在汽車行業逆向設計中的應用
    汽車全車掃描、逆向設計三維掃描技術具有非接觸測量、速度快、精度高等特點。使用三維掃描儀對全車進行掃描,可以獲取高質量的汽車點雲數據。不僅解決了傳統的龍門式三坐標測量機設備成本高,測量耗時的問題,還極大地提高工作效率,而且數據質量更高。
  • rm -rf/ 又引發了一個血案
    更糟糕的是,由於Bash腳本代碼中包含了一行變量未定義的「rm -rf {foo}/{bar}」,連備份也連帶著被幹掉了——而在通常情況下,備份網絡理應和正常的生產力基礎設施隔離開的。這一錯誤源自 Ansible 上糟糕的代碼設計,這款 Linux 實用工具被用於在多臺不同伺服器上自動執行腳本。
  • 三維旋轉雷射掃描測量系統的設計
    通過在轉臺上安裝標定球的方法來實現轉臺中心軸線的精確標定,獲得了新的轉臺中心軸線的標定方法和後期的拼合和處理方案。關鍵詞:旋轉掃描;轉臺標定;多視拼合;雷射掃描儀0 引言 自然對象和大部分的人造對象都具有複雜的三維形狀,如何在計算機中建立三維對象的計算機模型就是三維形狀的數位化問題,該項研究源於20世紀六七十年代。
  • Mac-Text Scanner 中文版文本掃描軟體
    喜歡的朋友可以點下關注,⬆️「老白的MacOs」,謝謝支持,感覺不錯的話可以介紹給身邊用mac的朋友,給老白同志一點動力;如有侵權,請聯繫我;(本軟體來自網絡搜集,僅用於系統測試使用,如果喜歡請購買正版)後臺回復「Scanner」模糊搜索Text Scanner for Mac v1.1.2 CR2 中文破解版下載 文本掃描軟體Text Scanner mac破解版,是一款文本掃描軟體,堪稱文字掃描神器,掃描圖片
  • XT-7110一維雷射掃描平臺
    20條雷射線,5個方向,全方位掃描 超長景深0—200mm@(UPC/EAN 100% ,PCS90%)單線掃描功能方便掃描密集的條碼,通過按鍵可輕鬆實現單線/全線功能切換  7110是一款高性能雷射條碼掃描平臺,具有解碼能力強、精度高、速度快、兼容性好等特點,被廣泛應用於零售、商超、菸草、物流、倉儲、醫療、服裝等領域;是目前市面上性價比最高的產品,是您最佳的選擇。
  • 困擾軟體研發多年的難題,飛算全自動軟體工程平臺給了新答案
    粗略來看,當研發部門拿到了來自產品的需求之後,他們需要先進行需求分析和系統架構設計。同時如果企業規模大並發高,那麼時下流行的微服務架構則變得必不可少,還需要進行前端界面開發、技術服務支撐系統開發、業務系統開發、AI系統開發、數據系統開發等一系列工作。在完成研發工作後還需要進行系統測試以及運維保障系統的維護,如果對外還有需求,那麼開發工作還將更加艱難。
  • 3d掃描儀大空間掃描三維掃描技術用於老舊建築室內外改造三維掃描
    打開APP 3d掃描儀大空間掃描三維掃描技術用於老舊建築室內外改造三維掃描 發表於 2020-04-13 17:19:34
  • 軟體無線電的射頻天線設計
    其基本概念是把硬體作為無線電通信的基本平臺,而將儘可能多的通信功能轉為用軟體實現,從而改變了長期以來通信電臺一直沿襲的為某一特定用途設計,採用「硬布線」和「硬體堆集」的傳統方法,使得無線通信的新系統、新產品的開發逐步由硬體設計轉到軟體設計上來。這樣,系統和產品的改進與升級換代,不同系統之間的互聯互通,只需更換軟體即可。非常方便且代價小。
  • APP大亂鬥 安卓平臺四款天氣軟體橫評
    騰訊數碼訊(縹緲)近年來,谷歌android手機系統的流行,帶動了Android平臺各類應用的快速發展。天氣狀況與人們生產生活息息相關,天氣預報自然是大家經常關注的話題。今天,我們就GO天氣、天氣通、墨跡天氣、蜜蜂天氣等四款較常用的天氣軟體作一番評比,看看它們在android平臺上的表現。
  • 價值25的文檔掃描軟體限免!媲美掃描全能王!
    大家好你們的老編又來給你們更文了一些有經驗的朋友應該看到標題就會知道我們今天更新的限免就是一款非常好用的軟體
  • 什麼是雷射三維掃描?
    與雷射掃描很像,通過3DSL掃描捕獲的數字數據可用於產品設計,可視化和檢查,以幫助設計工程師進行質量保證,設計修改和改進。 3DSL光學掃描不是使用雷射束,而是使用兩個高解析度的數位相機來捕獲數據。掃描儀都可以產生高密度的點雲或多邊形網格,可以直接檢查它們到CAD模型,幾何圖形或製造圖紙,或者可以使用專業軟體對舊產品進行逆向工程。
  • 3D軟體構建全三維數位化設計平臺助力中國智造
    在全三維數位化設計、結構仿真分析、逆向工程還沒有被應用到工業製造領域以前,產品設計、工藝校準、試製評估往往依賴人來完成。經驗豐富的工藝設計師和車間老師傅憑藉行業知識積累、反覆的樣品試製和工序調整來不斷優化產品設計與工藝製造。此後隨著3D設計、仿真分析逐步融入到工業,企業通過一些工業軟體實現對設計工藝的模擬和分析,為生產製造提供更合適的產品設計、生產製造方案。
  • 美國RHK Technology公司推出新一代革命性掃描探針顯微鏡控制平臺...
    繼美國RHK Technology公司推出的革命性掃描探針顯微鏡控制平臺R9取得極大成功之後,其研發團隊通過升級軟硬體及功能隆重發布新一代R9plus控制器。基於獨特的單箱集成,R9plus將無限的靈活性,精心設計的實用功能和極高的設備穩定性巧妙結合在一起。
  • 高精度3d雷射掃描儀大空間雷射掃描三維掃描技術對老舊工廠改造
    打開APP 高精度3d雷射掃描儀大空間雷射掃描三維掃描技術對老舊工廠改造 發表於 2020-04-12 10:05:31 三維掃描技術對老舊工廠改造 項目背景 對於這些老舊工業廠房,現在有很多種處置態度,完全保留不動或是全部拆除都不是很好方法