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¿Se puede lograr la correlación entre simulación y medición para diseños avanzados? – Semiwiki

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¿Se puede lograr la correlación entre simulación y medición para diseños avanzados?

"Lo que simulas es lo que obtienes". Este es el santo grial de muchas formas de diseño de sistemas. Lograr un alto nivel de precisión entre el rendimiento previsto y el real puede reducir considerablemente el tiempo de diseño, lo que se traduce en mejores márgenes de costos, tiempo de comercialización y tasas generales de éxito. Lograr un alto grado de confianza en el desempeño previsto no es una tarea fácil. Dependiendo del tipo de diseño que se realice, existen muchos procesos y métodos que deben ejecutarse sin problemas para lograr el resultado deseado. Hubo un panel dedicado a este tema en la reciente DesignCon en Santa Clara, CA. Los expertos examinaron el problema desde varias perspectivas diferentes. Continúe leyendo para obtener más información: ¿se puede lograr una correlación entre la simulación y la medición para diseños avanzados?

Sobre el Panel

El panel de DesignCon se tituló, Simulación de confianza extrema para el diseño de integridad de señal 400-800G. El evento fue organizado por Wild River Technology, un proveedor de productos y servicios para el diseño avanzado de integridad de señales. Samtec también participó en el panel. Samtec y Wild River representaron a las dos empresas en el panel que se centran en productos y servicios específicamente destinados a respaldar diseños avanzados de integridad de señal. El resto del panel incluyó empresas que se centran en metodologías/herramientas de diseño y desarrollo avanzado de productos, por lo que todos los puntos de vista estuvieron representados. Aquí hay un resumen de quiénes participaron; todos tienen credenciales impresionantes.

A continuación resumiré los comentarios de Samtec y Wild River Technology sobre la correlación para diseños avanzados, ya que estos dos puntos de vista se centran completamente en la precisión de la correlación versus el diseño del producto o la metodología de diseño.

Al Neves, fundador y director de tecnología, Wild River Technology

Al NevesAl tiene más de 39 años de experiencia en el diseño y desarrollo de aplicaciones de productos semiconductores, diseño de bienes de capital enfocado en análisis de integridad de señal y jitter. Ha participado con éxito en numerosos desarrollos empresariales y actividades de creación de empresas durante los últimos 17 años. Al se centra en el desarrollo de modelos basados ​​en medidas, dispositivos de prueba de caracterización de enlaces serie de integridad de señal ultra alta, diseño de dispositivos de prueba de alta velocidad y plataformas para identificación de materiales y simulación de mediciones hasta 110 GHz.

Scott McMorrowScott McMorrow, tecnólogo estratégico, Samtec

Scott actualmente se desempeña como tecnólogo estratégico para Samtec, Inc. Como consultor durante muchos años, Scott ha ayudado a muchas empresas a desarrollar productos de alto rendimiento, al mismo tiempo que capacita a ingenieros de integridad de señales. Es un autor frecuente y portavoz de Samtec.

Gary Lytle, director de gestión de productos, Cadence

Gary LytleGary lidera la estrategia de productos, el posicionamiento, la habilitación de ventas y la generación de demanda para las tecnologías de simulación electromagnética de Cadence. Ha ocupado muchos puestos en la industria de RF y simulación, incluido el de director técnico en ANSYS, Inc, ingeniero principal de diseño de antenas en Dielectric Communications, ingeniero de sistemas de combate en General Dynamics y gerente de ingeniería en Amfenol.

Cathy Liu, ingeniera distinguida, Broadcom

Cathy Ye Liu actualmente dirige la arquitectura y el modelado de Broadcom SerDes Cathy Liugrupo. Desde 2002, trabaja en soluciones de transceptores de alta velocidad. Anteriormente ha desarrollado soluciones de canales de lectura y receptores de TV digital móvil.

Jim Weaver, ingeniero senior de diseño e integridad de señal, Arista Networks

Jim WeaverJim es responsable del diseño y análisis de grandes conmutadores para computación en la nube y enlaces serie de alta velocidad de bits. Jim tiene más de 40 años de experiencia en diseño de sistemas, incluidos 20 años de experiencia en integridad de señales, y está muy involucrado en el trabajo de especificaciones eléctricas IEEE802.3dj.

Todd Westerhoff, marketing de productos de diseño de alta velocidad en Siemens EDA

Todd WesterhoffTodd Westerhoff moderó el panel. Tiene más de 42 años de experiencia en modelado y simulación de sistemas electrónicos, incluidos 25 años de experiencia en integridad de señales. Antes de unirse a Siemens EDA, ocupó altos cargos técnicos y de gestión en SiSoft, Cisco y Cadence. También trabajó como consultor independiente de integridad de señales desarrollando metodologías de análisis para los principales fabricantes de sistemas y circuitos integrados.

El enfoque del panel quedó definido de esta manera:

¿Cuál es el punto de ejecutar simulaciones detalladas si el vehículo de prueba de PCB que usted fabrica y ensambla funciona de manera diferente a lo que había previsto? Este panel discutirá cuestiones asociadas con el logro de una correlación estrecha y repetible entre la simulación y la medición de estructuras como vías, lanzamientos de conectores, líneas de transmisión, etc. y los canales que las contienen.

Esta correlación nos permite realizar lo que llamamos “Simulación de Confianza Extrema”. Se abordará un amplio conjunto de temas de simulación que se centran en los desafíos épicos de integridad de la señal que presenta la comunicación 400-800G.

Conclusiones clave: Samtec

Scott brindó sus puntos de vista y experiencia sobre correlación para diseños avanzados, comenzando con la observación de que, para correlacionar las mediciones con la simulación, es necesario comprender los límites de los métodos. Asumimos que nuestras simulaciones son correctas dadas las entradas de modelado correctas. Además, asumimos que nuestras mediciones son correctas dados los mejores métodos de medición. ¿Pero lo son?

Scott señaló que existe una probabilidad estadística de error tanto en las simulaciones como en las mediciones que nada tiene que ver con el correcto modelado de materiales. Por lo tanto, debemos comprenderlos para mejorar nuestra medición y modelar la correlación.

Luego, Scott profundizó en detalles importantes para analizar los criterios delta S máximo de simulación HFSS, los criterios de convergencia de simulación HFSS, la precisión de fase de alta frecuencia, la incertidumbre de transmisión, el error de pérdida de inserción de Mcal y el error de retardo de Mcal.

Scott concluyó su charla con un resumen de lo que se necesita para comprender los límites de la medición. Para el modelado de simulación, es obligatorio comprender los controles de convergencia para lograr el nivel necesario de correlación. Señaló que para las mediciones VNA, para todas las mediciones excepto las de grado metrológico, el error de fase (retraso) es lo suficientemente bajo como para ser preciso dentro de varios cientos de femtosegundos, lo cual es una suerte para los problemas de identificación de materiales.

Pero por debajo de 10 GHz, advirtió sobre la aparición de una fase incorrecta, alterando el punto de partida para la identificación del material y creando problemas de causalidad en el dominio del tiempo. En bajas frecuencias, sugirió utilizar un método separado para validar las características de baja frecuencia y CC del material, donde la precisión es mayor.

Un comentario final de Scott: correlación separada para estructuras individuales para que se pueda preservar la precisión tanto en la simulación como en la medición.

Conclusiones clave: tecnología Wild River

Al abordó directamente el tema y señaló que las herramientas EDA no son estándares. “No tienen nada de “dorado” (lo siento). Creer que las herramientas EDA son estándares puede corromper el camino hacia la confianza en el diseño de alta velocidad”. Continuó explicando que el camino hacia la confianza desde la simulación hasta la medición es un camino difícil que requiere mucho trabajo y es intransigente.

El trabajo duro es la calibración/evaluación comparativa de EDA y la creación de enfoques sistemáticos utilizando dispositivos de prueba avanzados (identificación de materiales, verificación de modelos, etc.). La conclusión es que todas las herramientas de EDA tienen problemas y es nuestro trabajo identificarlos y solucionarlos.

Luego, Al dedicó algún tiempo a la importancia de la calibración y las métricas. Explicó que se requiere una mejor calibración para la medición por simulación. Por ejemplo, se requiere un rendimiento de calibración de carga deslizante para una buena correspondencia entre simulación y medida. Consideró que la industria dependía demasiado de una ECAL fácil de usar y que había descuidado las buenas calibraciones mecánicas. Al acuñó el término EDA Metrics Matter. Sus puntos finales fueron:

  • La mentalidad importa
  • No puedes ignorar a Maxwell
  • El mundo de >70GHz no está en buenas condiciones para la integridad de la señal
  • Las métricas serán muy útiles

Resumen y próximos pasos

Hubo mensajes similares de Scott y Al en este panel. Es importante comprender cómo calibrar los resultados y tener en cuenta todas las fuentes de errores, incluida la comprensión de los materiales que se utilizan.

Samtec ofrece una amplia biblioteca de información sobre calibración y precisión de medición. puedes explorar Biblioteca técnica de Samtec aquí. soy fanático de la discurso friki seminarios web. Puedes explorar el Productos y servicios de integridad de señal extrema ofrecidos por Wild River Technology aquí. Entonces, ¿se puede lograr una correlación entre la simulación y la medición para diseños avanzados? Con el enfoque correcto y los socios adecuados, creo que es posible.

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