Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
IC-Substrat

IC-Substrat - Aktualisieren Sie die elektromagnetische Simulationssoftware rechtzeitig, um neue Herausforderungen zu meistern

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IC-Substrat - Aktualisieren Sie die elektromagnetische Simulationssoftware rechtzeitig, um neue Herausforderungen zu meistern

Aktualisieren Sie die elektromagnetische Simulationssoftware rechtzeitig, um neue Herausforderungen zu meistern

2021-09-14
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Author:Fraank

1. Um die unterschiedlichen Bedürfnisse der verschiedenen Benutzer zu erfüllen, wie Leiterplattenprodukte suitable for different operating environments or different platforms
2. Nach der Inbetriebnahme der Software, nach einer Betriebszeit, ein Änderungsantrag wird vorgeschlagen, und größere Korrekturen oder Fehlerkorrekturen sind erforderlich, oder Funktionen hinzugefügt werden, oder die Leistung verbessert wird.
Simulationssoftware ist eine Art professionelle Software mit einer besonders hohen beruflichen Schwelle. Es kombiniert die neuesten Errungenschaften der akademischen theoretischen Forschung in verschiedenen Disziplinen und der neuesten Computertechnologie, um schnelle und genaue Computersimulationen zu realisieren und tatsächliche technische Planung und Forschung und Entwicklung zu leiten. Für Simulationssoftware, Die Softwareversion enthält verschiedene Versionen für Plattformunterstützung, sowie Funktionserweiterungen, die in verschiedenen Zeiträumen veröffentlicht werden. Unsere Nutzer sind mehr besorgt über Letzteres, das ist, im Laufe der Zeit, Die Funktionserweiterungen und Zusatzversionen der nachfolgenden Version der Software sind die Kernfunktionswerte, die den Anwendern am meisten Sorgen bereiten.
Mit der rasanten Entwicklung der heutigen Technologie, Software Update Iterationen sind noch schneller, Das Betriebssystem wird uns von Zeit zu Zeit System Patch Updates pushen, und die mobile App wird jeden Tag neue Updates veröffentlicht. Im Gegensatz dazu, die Aktualisierung der Simulationssoftware ist viel langsamer. In den letzten Jahren, Die Häufigkeit ist in der Regel ein Major Version Upgrade pro Jahr. Im Ausland, Der Kauf von Simulationssoftware beinhaltet in der Regel mehrere Jahre TECS-Service, das auch ein Upgrade-Service ist. Während der TECS-Servicezeit, Benutzer können die neueste Version der Software des Softwareunternehmens verwenden. Nach dem TECS-Servicezeitraum, Sie müssen den entsprechenden Service erwerben. Gebühr, den Upgrade-Service erneuern. In China, aus verschiedenen Gründen, Die meisten Kunden scheinen viel passiver gegenüber dem Kauf von TECS zu sein. Im heutigen Alter der Bezahlung für Wissen, mit zunehmendem Schutz der geistigen Eigentumsrechte des Landes und zunehmendem Bewusstsein der Öffentlichkeit für Zahlungen für Wissen, Es wird angenommen, dass diese Situation erheblich verbessert werden wird.

Anlässlich der Veröffentlichung der neuen Version von ANSYS 2019 R3 möchte ich das elektromagnetische Feld Simulationssoftware HFSS als Beispiel nehmen, um über die Bedeutung der Übernahme der neuen Version der Software aus den folgenden Aspekten zu sprechen.

Eine neue Herausforderung, the impossible becomes possible
Technological development is always advancing in constant updating and updating. Für Funktionen, die ursprünglich nicht verfügbar waren, Neue Algorithmen und Verbesserungen wurden der neuen Version hinzugefügt, die schnell und gut umgesetzt werden. Es gibt unzählige Listen solcher Technologien, wie Integralgorithmen, endliche Arrays, Bouncing Ray Methoden, Verfahren zur Zerlegung von Domänen, ISAR-Bildgebung, Mikroentladungsberechnungen, und so weiter. Nach Jahrzehnten kontinuierlicher Forschung und Entwicklung und Verbesserung, HFSS hat ein großes Szenario gebildet, das von einem Chip bis zu einer städtischen Umgebung reicht, mit skalenübergreifenden Simulationsfunktionen.

Lassen Sie uns einige typische Funktionsbeispiele von HFSS-Software betrachten, um einen Blick darauf zu werfen, wie die neue Version der Softwaretechnologie auf die Lösung unmöglicher Aufgaben reagiert.

Doppler imaging calculation for autonomous driving in HFSS SBR+
Doppler imaging is its core requirement in the development of ADAS (Automatic Driving Assistant System) technology. HFSS Software hat die Fähigkeit erworben, Szenenprobleme schnell zu lösen, seit sie das Produkt Savant von Delcross erworben hat, which has the core technology of the bouncing ray algorithm (SBR+). Allerdings, Es erfordert die Hilfe von Datenverarbeitungssoftware wie Matlab, um die Doppler-Imaging-Funktion zu realisieren, Generieren Sie dynamische Diagrammergebnisse, die sich im Laufe der Zeit ändern. Es gibt kein Problem mit einer solchen Prozessfähigkeit, aber seine Bequemlichkeit ist viel schlechter.

Mit der Veröffentlichung von ANSYS 2019 R2 im Juni dieses Jahres hat die HFSS-Software diese Funktion jedoch integriert, die sehr bequem ist, um eine beschleunigte Dopplerberechnung und Verarbeitung von Problemen auf Szenenebene zu erreichen. Die beschleunigte Doppler-Berechnung ermöglicht bis zu 100-300 Radar-Framerate-Simulation. Die folgende Abbildung zeigt die Funktionsoberfläche und eine Darstellung der Berechnungsergebnisse einer autonomen Fahrszene.

Leiterplatte

Solving the micro-discharge problem
Micro-discharge refers to the discharge phenomenon caused by the migration of charged particles in high-power microwave equipment in a vacuum environment. Es ist sehr wichtig für die Anlagensicherheit und Leistungszuverlässigkeit. Dies war kein direkter Bezugsbereich für HFSS. Allerdings, nach der Veröffentlichung der 2019 R2 Version, Dieses Problem wurde richtig gelöst, and its built-in new charged particle tracking solver (Multi-Paction Solver) can easily solve such problems.

Diese Lösungsmethode ist einfach einzurichten, ähnlich wie die Nachbearbeitung. Sie können das Problem festlegen, indem Sie Ladebereiche hinzufügen, SEE-Grenzen hinzufügen, eine Lösungseinstellung hinzufügen, die mit dem diskreten Scan verknüpft ist, und einige Schritte der Maxwell DC Bias Link hinzufügen, um die Problemeinstellung abzuschließen. Nach der Lösung können Sie das Ergebnis des Bewegungsprozesses der Anzahl der geladenen Partikel erhalten, und sogar das Ergebnis der dynamischen Änderung des Bildausdrucks, die sehr gute Simulationsunterstützung für die Konstruktion und Forschung solcher technischen Probleme bietet. Wie gezeigt

Als Funktionserweiterung der obigen Anwendung gibt es viele frühere Versionen von HFSS. Wenn Sie auf eine neue Simulationsanwendung stoßen, die Sie nicht kennen, können Sie zuerst konsultieren, um herauszufinden, ob sie in der neuesten Version von HFSS gelöst werden kann, und versuchen, Umwege zu vermeiden.

Fast and accurate solution of aperiodic array antenna
Finite Large Array Technology (FA-DDM) is an advanced technology of HFSS software in the field of large array antennas. Mit seiner flexiblen Modellierungsmethode, Schnelles Gittermultiplexing, und schnelle High-Performance Domain Dekomposition Algorithmus Technologie, Die Lösung des großen Array-Unit-Arrays löst das Problem des periodischen planaren Arrays.

Was sollten wir jedoch tun, wenn wir mit aperiodischen und mehrperiodischen komplexen Arrays konfrontiert werden?

l Die neue Version von 2019 R3 hat in dieser Hinsicht ein bahnbrechendes Update, das 3D-Komponententechnologie, virtuelle Modellierungs- und Definitionsmethoden von Array-Einheiten sowie DDMs schnelle tatsächliche Array-Lösefunktion verwendet und einen wichtigen technologischen Durchbruch erzielt.

l Diese Methode löst eine Vielzahl von Zelltypen, eine Vielzahl von periodischen oder aperiodischen Array-Lösungen und erzielt einen großen Durchbruch in Flexibilität und Anpassungsfähigkeit.

Wir werden es auch im nächsten Jahr im Online-Seminar ausführlich besprechen, also bleiben Sie dran.

UI
Accelerated improvement of kernel matrix solving
Here are a few examples from many new features in the historical version of HFSS as an illustration

1) HFSS R15: Direct matrix solver supports distributed solution (released in 2014)
The direct method matrix solver has the highest accuracy and the highest efficiency in the case of multi-port/Multistimulus. Es unterstützt die Verwendung von Multi-Core-CPU und Speicher von mehreren Rechenknoten für verteilte direkte Matrixlösung. Diese Funktion erfordert die Unterstützung des ANSYS Electronics HPC Moduls.

2) HFSS R15: Multi-level high-performance computing improves solution scale and speed (released in 2014)
Supports multi-level high-performance computing functions. Zum Beispiel, Die erste Ebene der Aufgaben zerlegt Optimierungs- oder Parameterscanaufgaben in mehrere Rechenknoten, und die zweite Ebene verwendet mehrere CPU-Kerne oder mehrere Knoten für paralleles Rechnen für jeden Knoten, Die Nutzung von Rechenressourcen zur Durchführung von Simulationsrechnungen im ultragroßen Maßstab, insbesondere Optimierung Design und Design Space Exploration Forschung.

3) HFSS R14: HPC brings faster matrix solver (released in 2012)
Matrix solving is the most resource-consuming part of the HFSS calculation process. Im Lösungsprofil, es zeigt den meisten Speicher- und Zeitverbrauch. In HFSS V15, HPC bringt einen neuen Multi-Core Matrix Solver. Im Vergleich zum herkömmlichen MP Solver, Eine deutliche Steigerung der reinen Recheneffizienz kann erzielt werden, und es hat eine bessere Skalierbarkeit.

4) HFSS R14: DDM accelerated version improvement (released in 2012)
The DDM algorithm extends the FEM algorithm to the distributed memory environment, und verbessert die Fähigkeit des FEM-Algorithmus auf ein beispielloses Niveau. DDM kann verwendet werden, um unvorstellbare Probleme auf dem bisherigen Hardwaresystem zu lösen. Die HFSS V15 Version hat den Kernalgorithmus von DDM verbessert, und die Kerneffizienz wurde stark verbessert.

2016-2019 frequency scanning efficiency improvement
Taking a Galileo Test Board as an example, Sehen wir uns einen Satz von Testdaten an. Dies ist ein sechsschichtiger Komplex Leiterplatte mit 39-Häfen und 24-Netzen. Nach dem Aufteilen, es sind etwa 3.3 Millionen Tetraedernetze und ca. 19.5 Millionen Unbekannte. Es handelt sich um ein relativ großes Problem der Extraktion von SI-Parametern.

Von der 2016-Version bis zur 2019-Version hat das SI-Design eine sehr deutliche Geschwindigkeitsverbesserung gebracht. Der Gewinn ist sehr positiv. Wir haben viele Jahre der Multi-Core Lösung und Verbesserung getan. Hier sehen wir, dass die Investition in HPC 128-Kerne eine 40-fache Beschleunigung bewirken kann, was sehr vorteilhaft ist. Schließlich hängen unter dem aktuellen 5G-Anwendungshintergrund die technischen Anforderungen an Hochfrequenz, hohe Geschwindigkeit und hohe Geschwindigkeit zunehmend von der Simulation ab.

Darüber hinaus ist ein Satz statistischer Daten zu verschiedenen Ressourcenkonfigurationen des Modells auf Cloud-Computing-Ressourcen als Referenz in der Cloud-Anwendungsumgebung angehängt.

Cloud Computing verfügt standardmäßig über drei vordefinierte Maschinenkonfigurationen:

• Klein: 8 Kerne, 224 GB Knoten

• Medium: 16 Kerne, 224 GB Knoten

• Large: 32 Kerne, 448 GBs, zwei Knoten

Aus den Daten, um die Effizienz zu verbessern, bitte lassen Sie die Speichergröße nicht zu einem Problem werden. Speicher ist sehr billig, automatisches Hochleistungsrechnen wird aktiv versuchen, den zusätzlichen Speicher auf dem System zu nutzen, und Frequenz Sweep kann mehrere Frequenzpunkte parallel lösen. Dieser Prozess wird weiter mit der einzigartigen Fähigkeit der Software kombiniert, den während der Scan-Extraktion belegten Speicher zu minimieren, um viele Frequenzpunkte in einen bestimmten Speicherraum einzukapseln.

Wenn weniger Speicher verfügbar ist, wird die Lösung natürlich nicht so schnell sein, und die automatische High-Performance-Computing-Einstellung wird diese Situation automatisch bewältigen.

2013-2019 Improvements to Broadband Frequency Scanning
This part shows an example of a mittlere Leiterplatte. Die Berechnungsschwierigkeit besteht darin, dass einerseits, die Berechnungsskala eines einzelnen Frequenzpunktes ist nicht klein, auf der anderen Seite, die Anzahl der zu scannenden und zu berechnenden Frequenzpunkte ist sehr groß, so sind die Berechnungskosten relativ hoch. Dies ist ein großes Modell mit komplexem Frequenzgang. Es verwendet HPC 128 Kern, um höchstens zu lösen. Die S-Parameterberechnung der 2019 R2 Version beträgt nur das 5-fache Speichervolumen der Setup-Lösung, aber die Geschwindigkeit ist 4.3-mal schneller als die HFSS 14 Version.

Im Folgenden finden Sie die Version HFSS 14, HFSS 15 und HFSS 2019 R2. Der maximale Unterschied zwischen den Versionen beträgt 7-Dur-Versionen, und das Alter beträgt mehr als 7-Jahre. Wir können einige Daten vergleichen (siehe Tabelle unten), um zu sehen, dass die neue Version einen signifikanten Vorteil bei der Lösungsgeschwindigkeit hat.

Die Anzahl der HPC wurde aus 8-Kernen, 32-Kernen und 128-Kernen berechnet, was die maximale Anzahl der Kerne darstellt, die durch Bereitstellung von 1-, 2- oder 3-HPC-Packs unterstützt werden. Aus Geschwindigkeitszwecken, da es einige Änderungen in der Anzahl der Rasterpunkte gibt, entspricht es nicht streng dem Vergleich, aber der Unterschied ist klein, und die allgemeine Problemskala ist ähnlich.

HFSS 15 verwendet ein größeres Raster und mehr Speicher, aber dies ist nur eine Illusion von adaptivem Raster. Tatsächlich hat HFSS 15 für größere Gitter eine bessere Genauigkeitskonvergenz (0.01 vs. 0.007).

Als Benchmark betrachten wir jedoch nur die HFSS 14 Analyse mittels 8-Core Multiprocessing (es ist der alte Matrixlöser). Und verglichen wir es mit SDM-basierten HPC 32-Core- und 128-Core-Analysen, sehen wir, dass HFSS 15 eine genauere Analyse für die Verwendung von verteilten Frequenzanalysen in kürzerer Zeit bietet, und es ist erwähnenswert, dass HFSS 15 im Benchmark verwendet werden kann. Der zeitaufwendige Prozess wurde von drei Tagen auf 5,5 Stunden reduziert, und die HPC-Beschleunigung wurde von mehreren Tagen auf mehrere Stunden reduziert.

Bei einem Update auf die 2019-Version hat sich die gesamte Simulationszeit um das Vierfache erhöht, von einer einzelnen Iteration pro Tag auf vier Iterationen pro Tag. Erhöhte Speichernutzung sorgt für eine schnellere Simulationszeit, was eine kostengünstige Strategie ist, da die Speicherkosten in der neuesten Generation von Computern relativ niedrig sind.