Высокие требования, предъявляемые к быстродействию, качеству и надежности работы современных электронных устройств при уменьшении размеров печатной платы (ПП) и увеличении плотности проводников и компонентов на ней вызывают необходимость решения целого комплекса задач и проблем при проектировании платы. Физическое прототипирование ПП таких устройств далеко от оригинала, очень затратно и малоэффективно, а порой просто невозможно и бессмысленно.

В такой ситуации одной из первоочередных задач становится предпроизводственное компьютерное моделирование ПП будущего изделия, проведение анализа схемы и ПП, принятие правильных технических решений для обеспечения целостности сигналов и цепей питания, задачи электромагнитной совместимости, распределения тепла на ПП.

Признанным эффективным решением для таких задач являются средства HyperLynx от компании Mentor Graphics.

Этот программный комплекс содержит полный набор подсистем моделирования и средств для проведения электротехнических и теплового анализов ПП, а также решения задач, стоящих перед инженером и конструктором.

Предлагаемые инструменты подсистем серии HyperLynx понятны и могут легко интегрироваться в вашу технологию и ваши E-CAD-средства проектирования. Они существенно упрощают верификацию проекта и сокращают ее время благодаря широким возможностям для проверки и анализа схем и ПП, их реакции на критические значения параметров, а также на возникающие паразитные эффекты.

Комплекс от Mentor Graphics в сочетании с другими средствами обеспечивает оптимизацию конструкции изделия и параметризацию геометрии в режиме реального времени, повышает надежность будущего устройства, позволяет избежать дорогостоящих повторных операций, тем самым увеличивая производительность и значительно сокращая время выхода изделия на рынок и затраты на его производство.

Чем чаще вы используете HyperLynx, тем больше находите инновационных решений.

Благодаря заслуженным высоким оценкам мирового сообщества пользователей средства линии HyperLynx включены в популярные продукты серии PADS и Xpedition Enterprise от Mentor Graphics.

Программные модули HyperLynx позволяют решать самый широкий круг задач:

HyperLynx SI — анализ целостности сигналов на печатной плате

Решение HyperLynx SI (Signal Integrity) обеспечивает быстрый, простой и точный анализ целостности сигналов в проекте ПП.

HyperLynx SI помогает инженерам эффективно настраивать и ограничивать параметры во время проведения анализа, что позволяет достичь полного соответствия поставленным целям.

Программа может использоваться на этапах пре- и посткомпоновки элементов на ПП — от схемотехнического проектирования до окончательной проверки макета печатной платы, обеспечивая возможность быстро и точно решать типовые проблемы, которые касаются сигналов в диапазоне от 0 Гц до нескольких ГГц, помех или временных задержек, возникающих при проектировании ПП. Инициализация HSPICE, ELDO, IBIS-AMI, AMS, S-parameter и IBIS-модели осуществляется очень просто, как и проведение анализа сборки из нескольких ПП, включая поддержку EBD-моделей и моделей разъемов.

Технология HyperLynx SI поддерживает инструменты:

• для оптимизации проектов, содержащих SERDES-устройства (Serializer/Deserializer). Уникальный набор для их проектирования и моделирования позволяет максимально повысить производительность и надежность передачи по последовательному каналу. При этом решаются широко распространенные проблемы, возникающие при проектировании высокоскоростных последовательных каналов, такие как искажения формы сигнала, звон, перекрестные наводки, потери и отражения. Предоставляются:
  • линейный анализ канала (FastEye);
  • статистическая обработка контрольного бита данных;
  • интерфейс IBIS-AMI для анализа характеристик, выравнивания и восстановления тактового сигнала;
• средства DDRx для проведения точного анализа проектов с устройствами памяти типа DDR и LPDDR, простого поиска и легкого устранения возможных проблем, которые значительно сокращают время выполнения и отладки таких проектов. Среда HyperLynx SI предоставляет:
  • удобный визуализатор DDRx Wizard для поиска и подбора нужного чипа памяти и верификацией в соответствии с DDR-протоколом;
  • поддержку версий DDR2/¾ и LPDDR2/¾;
  • анализ параметров качества сигнала, таких как несимметричность формы сигнала и перекрестных помех;
  • анализ временных характеристик: нарастания и спада импульса, его длительности, временной задержки, возникающих эффектов;
  • проверку на соответствие стандартам JEDEC или пользовательским требованиям;
  • моделирование всего канала, включая все виды рангов (ranks), шин адреса, команд и данных;
  • автоматический вывод для детального анализа каждого результирующего сигнала, выделение его областей, требующих внимания;
  • возможность перенастройки IBIS-интерфейса под любой уровень AC/DC-сигнала стандарта JEDEC;
• встроенный решатель для полноволнового 3D-моделирования электромагнитного поля (EM), позволяющий детально описать всю структуру цепи изучаемого сигнала для проведения анализа (в том числе с учетом наличия в цепи дифференциальных пар переходных отверстий).

HyperLynx SI содержит набор инструментов для анализа целостности сигналов и EM

HyperLynx PI — анализ целостности цепи питания

HyperLynx PI (Power Integrity) позволяет в интуитивно понятной среде быстро и точно выявить проблемы целостности силовой сети, устранить возможное влияние помех/шумов на сигнальные цепи и обеспечить правильную работу проектируемой платы.

Модуль предоставляет возможность любому проектировщику из группы, подключенному по ЛВС, исследовать проект: ставить и проверять решение задач по принципу «Что, если».

HyperLynx PI предоставляет:

• Analyze voltage drop для анализа падения напряжения в цепях и определения области чрезмерной плотности тока в модели;
  Определение мест с высокой плотностью тока
• Simulate IC switching noise для имитации эффекта шума от переключения интегральных схем (ИС) по мере его распространения по всем слоям и переходным отверстиям платы;
  Визуализация эффекта шума от переключения интегральных схем
• проверку профили импеданса во всей распределенной электрической сети (PDN) и во всем диапазоне рабочих частот.
  Анализ профиля импеданса в PDN-сети

Доступ группы проектировщиков к этим современных возможностям поможет компании разрабатывать более надежные продукты, сократить цикл проектирования, ускорить выход изделия на рынок.

HyperLynx DRC — контроль правил проектирования

HyperLynx DRC выполняет контроль правил проектирования (DRC) печатных плат в области электромагнитных помех и совместимости EMI/EMC (Electromagnetic Interference/Electromagnetic Compatibility), целостности цепей сигналов и питания.

HyperLynx DRC предоставляет базовый набор проверок правил проектирования и предлагает обширные возможности по их настройке. Этот уникальный инструмент обеспечивает доступ к объектам базы данных проекта через цифровую модель изделия и позволяет осуществлять различные геометрические операции с этими объектами.

Дополнительно реализованы поддержка VBScript и JavaScript, встроенная среда для отладки скриптов и средства тщательного документирования модели объекта автоматизации (AOM) и стандартов кодирования DRC.

Средства HyperLynx DRC обеспечивают:

• контроль за электрически-корректным проектированием печатных плат непосредственно с момента установки ПО;
• поддержку правил проектирования как встроенных, так и пользовательских настроек;
• сканирование по всей модели платы для поиска нарушений правил проектирования с цветовой индикацией проблемных мест в Редакторе платы, а также текстовые подсказки по ним (в виде флажков) при решении задач EMI, SI, PI и др.;
  Цветовая индикация о несоблюдении зазора между проводником и переходным отверстием и текстовое окно
• мощные возможности DRC в области создания самых сложных проверок для всех аспектов электротехнических законов и правил;
• интуитивно понятный интерфейс ПО;
• представление результатов проверок в формате электронных таблиц с возможностью сортировки данных по выбору пользователя.
  Результаты для анализа в формате электронных таблиц

HyperLynx 3D EM — анализ электромагнитной совместимости

HyperLynx 3D EM — полноволновой (full-wave) 3D-симулятор, предоставляющий полный набор средств для электромагнитного (EM) анализа проектов печатных плат, конструкций, проектов ВЧ/СВЧ ИС и планарных антенн с учетом самых высоких требований пользователя к моделям компонентов и схеме проекта.

HyperLynx 3D EM обеспечивает:

• простоту передачи данных и их смешивание из моделей платы (или ИС), включая все виды проводников, перемычек, припоя, переходных отверстий и всех связанных с ней компонентов, находящихся на печатной плате в общую 3D-модель;
• автоматическое извлечение необходимых данных геометрии непосредственно из файлов цифровой модели топологии платы (или корпуса ИС);
• создание с помощью собственного генератора неравномерной сетки и адаптивной аппроксимации кривой;
• автоматическое создание общей EM-модели сборки при полном 3D-моделировании;
• точные результаты в 3D full-wave EM-модели, что подтверждено опытом реализации различных изделий;
  Результат формирования 3D full-wave EM-модели
• поддержку EM-моделирования небольших 3D-объектов большой мощности;
• поддержку генерации файлов моделей компонентов в формате Touchstone (*.snp), содержащих S-параметры, а также Spice-моделей широкополосных подсхем RCLK, которые можно использовать для проведения полного анализа во временной и частотной областях;
• возможность использования для быстрого анализа работы в режиме прототипирования изделия, а также в режиме полнофункционального моделирования при передаче полученных результатов моделирования в HyperLynx SI и HyperLynx PI для проведения анализа целостности сигналов и питания, дополнительной оптимизации конструкции и параметризации модели изделия;
• возможность использования для решения широкого круга задач — от структур на уровне компонентов до разработки на системном уровне.

HyperLynx Thermal — анализ распределения тепла

HyperLynx Thermal позволяет анализировать распределение тепла на поверхности частично или полностью разведенной печатной платы.

Программные средства HyperLynx Thermal обеспечивают:

• быстрое и точное представление распределения тепла на печатной плате;
• симуляцию для анализа основных механизмов теплопередачи, в том числе конвекции, теплопроводности и излучения;
  Возможности для анализа основных механизмов теплопередачи
• создание профилей температуры, градиенты и карты превышения температуры, а также представление мест перегрева платы и компонентов еще на ранней стадии проектирования;
• быстрый и эффективный поиск на печатной плате мест перегрева. Конструктор управляет процессом проектирования по сценарию «Что, если», редактирует компоненты и стек слоев платы, чтобы избежать перегрева;
  Быстрый и эффективный поиск на печатной плате проблемных мест
• проведение анализа распределения тепла и электрической энергии на плате, чтобы лучше понять влияние плотности размещения проводников на плате на температуру как по всей распределенной сети проводников, так и в разных областях платы.
  Наглядное представление плотного размещения проводников

Применение HyperLynx Thermal позволит значительно повысить надежность работы изделия, сократить среднее время между отказами до 50%, повысить качество продукции и, в конечном счете, снизить затраты на его гарантийное обслуживание.

HyperLynx Analog — моделирование схем проекта

HyperLynx Analog — средство анализа работоспособности схемы проекта электронного изделия, ее проверки на различные внешние воздействия и изменения параметров в широком диапазоне, что позволяет инженерам на ранней стадии проектирования создать запас для надежной работы устройства в будущем.

Инструменты HyperLynx Analog обеспечивают:

• расширение возможностей схемного редактора xDX Designer;
  Полнофункциональное моделирование схем проекта
• масштабируемое моделирование смешанных и аналоговых схем уже на схемном уровне, что поможет проанализировать и устранить большинство ошибок, обычно возникающих при проектировании;
• полнофункциональное моделирование электронных схем в форматах отраслевых стандартов SPICE, VHDL, VHDL-AMS, Verilog Verilog-A, Verilog-AMS и др.;
• исследование в проектных группах альтернативных схемных решений, управление стоимостью компонентов и конечных стадий производства, что сделает реализацию проекта гораздо более эффективной;
• значительное сокращение цикла проектирования и устранение ошибок, связанных с подбором и расшифровкой данных проекта;
• поддержку функций всесторонней и интерактивной постобработки сигнала: встроенную визуализацию его формы и средства анализа, проведение измерения параметров сигнала на расстоянии буквально одного полупериода, интерактивный поиск событий, создание специальных схем и диаграмм и др.

Программные модули HyperLynx являются одними из наиболее популярных программных решений для пред- и посттопологического моделирования проектов печатных плат электронных изделий благодаря простоте создания и точности описания моделей под требуемые задачи моделирования, удобству тестирования и контроля, точности получаемых результатов проектов, неоднократно подтверждаемых пользователями и объемами продаж программ.

Включая технологию HyperLynx в свои проекты, вы получите качественные изделия без необходимости создания дорогостоящих прототипов, значительно сократите цикл создания проекта, общее время и затраты на проектирование.