Substrat De Boîtier IC - Mise à niveau rapide du logiciel de simulation électromagnétique pour relever de nouveaux défis

1. Répondre aux différents besoins de différents utilisateurs, tels que les produits PCB adaptés à différents environnements d'exploitation ou différentes plates - formes 2. Après la mise en service du logiciel, après une période de fonctionnement, une demande de modification est faite, nécessitant une correction ou une correction d'erreur majeure, ou l'ajout de fonctionnalités, ou l'amélioration des performances. Un logiciel de simulation est un logiciel professionnel avec un seuil de spécialisation particulièrement élevé. Il combine les derniers résultats de la recherche théorique académique dans diverses disciplines avec les dernières technologies informatiques pour permettre des simulations informatiques rapides et précises qui guident la conception technique pratique et la recherche et le développement. Pour les logiciels de simulation, les versions logicielles comprennent différentes versions prises en charge par la plate - forme, ainsi que des versions améliorées des fonctionnalités publiées à différentes périodes. Nos utilisateurs se soucient davantage de ce dernier, c'est - à - dire que les améliorations fonctionnelles et les versions complémentaires des versions ultérieures du logiciel au fil du temps sont les valeurs fonctionnelles fondamentales qui préoccupent le plus les utilisateurs. Avec l'évolution rapide de la technologie d'aujourd'hui, les mises à jour logicielles sont itérées plus rapidement, Le système d'exploitation pousse des mises à jour de patch de notre système de temps en temps et l'application mobile pousse de nouvelles mises à jour chaque jour. En revanche, la mise à jour du logiciel de simulation est beaucoup plus lente. Au cours des dernières années, la fréquence a généralement été une mise à jour majeure de la version une fois par an. À l'étranger, l'achat d'un logiciel de simulation comprend généralement plusieurs années de service tecs, qui est également un service de mise à niveau. Pendant le service tecs, l'utilisateur peut utiliser la dernière version du logiciel de la société de logiciels. Après la fin de la période de service tecs, ils doivent acheter le service correspondant. Frais, renouvellement du Service de mise à niveau. En Chine, la plupart des clients semblent plus réactifs à l'achat de tecs pour diverses raisons. À l'ère actuelle du paiement du savoir, la situation devrait s'améliorer considérablement avec le renforcement de la protection de la propriété intellectuelle par les États et la sensibilisation accrue du public au paiement du savoir.

À l’occasion de la sortie de la nouvelle version d’ansys 2019 R3, je voudrais prendre l’exemple de l’outil logiciel de simulation de champs électromagnétiques HFSS pour parler de l’importance de l’adoption de la nouvelle version du logiciel sous les aspects suivants.

Un nouveau défi, l'impossible devient possible le développement technologique progresse toujours dans une mise à jour et un renouvellement constants. Pour les fonctionnalités initialement indisponibles, de nouveaux algorithmes et améliorations ont été ajoutés à la nouvelle version, qui peut être rapidement et bien implémentée. Les technologies de ce type sont innombrables, telles que les algorithmes d'équations intégrales, les matrices finies, les méthodes de rayons de rebond, les techniques de décomposition de domaine, l'imagerie ISAR, le calcul de micro - décharge, etc. après des décennies de recherche et de développement continus et d'amélioration, HFSS a formé des scénarios à grande échelle, des puces aux environnements urbains, Avec fonction de simulation inter - échelle.

Alors, quand nous rencontrons des problèmes insolubles, regardons en arrière et pensons, avons - nous suivi le rythme du développement des versions logicielles? Y a - t - il un meilleur moyen, plus rapide, d'atteindre les fonctions initialement lentes et gênantes? L'efficacité est la base de survie de la recherche et du développement. C'est essentiellement une course contre le temps, dans l'espoir d'être en avance sur la concurrence.

Prenons quelques exemples de fonctionnalités typiques du logiciel HFSS et voyons comment la nouvelle version de la technologie logicielle répond à des tâches impossibles.

Le calcul de l'imagerie Doppler pour la conduite autonome dans HFSS SBR + Doppler Imaging est une exigence centrale du développement technologique Adas (Autonomous Driving Assistance System). HFSS Software a la capacité de résoudre rapidement les problèmes au niveau du scénario depuis l'acquisition du produit savant de delcross, doté de la technologie de base SBR +. Cependant, il nécessite l'aide d'un logiciel de traitement de données tel que Matlab pour implémenter la fonction d'imagerie Doppler et générer des résultats graphiques dynamiques qui changent au fil du temps. Une telle puissance de traitement ne pose aucun problème, mais elle est beaucoup moins pratique.

Cependant, avec la sortie d’ansys 2019 R2 en juin de cette année, le logiciel HFSS intègre cette fonctionnalité, ce qui est très pratique pour accélérer les calculs Doppler et traiter les problèmes au niveau du scénario. Le calcul Doppler accéléré fournit des simulations de framerate Radar allant jusqu'à 100 - 300. L'image ci - dessous montre l'affichage des résultats de calcul de son interface fonctionnelle et de son scénario de conduite autonome.

Résoudre le problème de la micro - décharge la micro - décharge fait référence au phénomène de décharge provoqué par la migration de particules chargées dans un appareil à micro - ondes de haute puissance sous vide. Il est important pour la sécurité et la fiabilité des performances de votre appareil. Ce n'est pas une zone de référence directe pour HFSS. Cependant, après la sortie de la version 2019 R2, ce problème a été correctement résolu et son nouveau solveur de suivi de particules chargé intégré (Multi - paction Solver) peut facilement résoudre ce type de problème.

Cette solution est facile à mettre en place et similaire au post - traitement. Vous pouvez régler le problème en ajoutant des zones de charge, en ajoutant des limites See, en ajoutant des paramètres de solution associés à un balayage discret et en ajoutant quelques étapes à Maxwell DC Polarized Link pour compléter la configuration du problème. Une fois résolu, les résultats du processus de déplacement du nombre de particules chargées et même les résultats de la variation dynamique des expressions d'image peuvent être obtenus, offrant un bon support de simulation pour la conception et la recherche de tels problèmes d'ingénierie. Comme le montre la figure

En tant qu'extension fonctionnelle de l'application ci - dessus, il existe de nombreuses versions précédentes de HFSS. Lorsque vous rencontrez une nouvelle application de simulation que vous ne connaissez pas, vous pouvez d'abord consulter pour voir si elle peut être corrigée dans la dernière version de HFSS et minimiser les détours.

La technologie fa - DDM (Finite large array Technology) est une technologie avancée du logiciel HFSS dans le domaine des antennes grand réseau. Il permet une résolution précise grâce à son approche de modélisation flexible, à son approche rapide du multiplexage par maillage et à sa technologie rapide d'algorithme de décomposition de domaine haute performance. La résolution de matrices de cellules à grande échelle résout le problème des matrices planes périodiques.

Cependant, que devons - nous faire en ce moment face à des tableaux complexes non périodiques et multicycliques?

La nouvelle version de 2019 R3 apporte une mise à jour révolutionnaire à cet égard, en utilisant la technologie de composant 3D, la modélisation virtuelle et les méthodes de définition des unités de matrice, ainsi que les capacités de résolution de matrice pratique rapide de DDM, permettant une percée technologique majeure.

L cette méthode résout de nombreux types de cellules, de nombreuses solutions de matrices périodiques ou non, avec de grandes percées en termes de flexibilité et d'adaptabilité.

Nous en discuterons également en détail lors de notre séminaire en ligne l'année prochaine, restez à l'écoute.

Améliorations accélérées de la solution ui Kernel Matrix voici quelques exemples de nombreuses nouvelles fonctionnalités dans les versions historiques de HFSS

1) HFSS R15: le solveur matriciel direct prend en charge la résolution distribuée (sortie 2014) dans le cas de multi - ports / Multi - stimulations, le solveur matriciel Direct method offre la plus grande précision et la plus grande efficacité. Il prend en charge la résolution matricielle directe distribuée en utilisant des CPU multicœurs et la mémoire de plusieurs nœuds de calcul. Cette fonctionnalité nécessite le support du module ANSYS Electronic HPC.

2) HFSS R15: Multi - level High Performance Computing augmente la taille et la vitesse de la solution (sortie en 2014) pour prendre en charge les fonctions de calcul haute performance Multi - niveaux. Par example, un premier niveau de tâches décompose une tâche d'optimisation ou de balayage paramétrique en plusieurs noeuds de calcul, et un deuxième niveau effectue un calcul parallèle de la tâche de chaque noeud à l'aide de plusieurs cœurs CPU ou de plusieurs noeuds pour effectuer un calcul de simulation à très grande échelle en utilisant pleinement les ressources de calcul, En particulier, l'optimisation de la conception et la conception d'études d'exploration spatiale.

3) HFSS R14: HPC apporte un solveur de matrice plus rapide (publié en 2012) la résolution de matrice est la partie du processus de calcul HFSS qui consomme le plus de ressources. Dans le "fichier de configuration du solveur", il affiche la plus grande consommation de mémoire et de temps. Avec HFSS V15, HPC apporte un nouveau solveur matriciel multicœur. Par rapport aux solveurs MP traditionnels, l'efficacité du calcul pur peut être considérablement améliorée et il y a une meilleure évolutivité.

4) HFSS R14: DDM Accelerated version Improvement (version 2012) l'algorithme DDM étend l'algorithme FEM aux environnements de mémoire distribués et augmente les capacités de FEM à un niveau sans précédent. DDM peut être utilisé pour résoudre des problèmes inimaginables sur les systèmes matériels précédents. La version HFSS V15 apporte des améliorations à l'algorithme de base de DDM, avec une efficacité de base considérablement améliorée.

Amélioration de l'efficacité du balayage de fréquence 2016 - 2019 Prenons l'exemple de la carte de test Galileo, examinons un ensemble de données de test. Il s'agit d'une carte PCB complexe à six couches avec 39 ports et 24 réseaux. Après la scission, il y a environ 3,3 millions de mailles tétraédriques et 19,5 millions de mailles inconnues. Il s'agit d'un problème relativement massif d'extraction de paramètres si.

De la version 2016 à la version 2019, le design si apporte un gain de vitesse très appréciable. Les gains sont très positifs. Nous avons travaillé pendant des années sur la résolution et l'amélioration multicœur. Ici, nous pouvons voir que l’investissement dans le cœur du HPC 128 peut conduire à une accélération 40x, ce qui est très avantageux. Après tout, dans le contexte actuel des applications 5G, les exigences techniques pour les hautes fréquences, les vitesses élevées et les vitesses élevées dépendent de plus en plus de la simulation.

En outre, un ensemble de statistiques sur les différentes configurations de ressources du modèle sur les ressources de Cloud Computing est joint comme référence dans un environnement d'application Cloud.

Par défaut, il existe trois configurations de machine prédéfinies pour le cloud computing, à savoir:

Petit: 8 cœurs, 224 go nœuds

Moyen: 16 cœurs, 224 go de nœuds

Large: 32 cœurs, 448 go, deux nœuds

À en juger par les données, pour plus d'efficacité, ne laissez pas la taille de la mémoire devenir un problème. La mémoire est très bon marché, le calcul haute performance automatique cherche activement à exploiter l'excès de mémoire sur le système et le balayage de fréquence peut résoudre plusieurs points de fréquence en parallèle. Ce processus sera en outre combiné avec la capacité unique du logiciel à minimiser la mémoire occupée lors de l'extraction du scan, Encapsulant ainsi de nombreux points de fréquence dans un espace mémoire donné.

Bien sûr, la solution ne serait pas aussi rapide s'il y avait moins de mémoire disponible, et la configuration automatique du calcul haute performance gérerait automatiquement cette situation.

2013 - 2019 améliorations apportées au balayage de fréquence à large bande cette section montre un exemple de carte PCB de taille moyenne. La difficulté de calcul est d'une part que le calcul d'un seul point de fréquence n'est pas de petite taille et d'autre part que le nombre de points de fréquence nécessitant un calcul de balayage est très élevé, d'où un coût de calcul relativement élevé. C'est un grand modèle avec une réponse en fréquence complexe. Il est résolu en utilisant au maximum HPC 128 Core. Le calcul du paramètre s de la version 2019 R2 est seulement 5 fois plus rapide que la mémoire de la solution de configuration, mais 4,3 fois plus rapide que la version HFSS 14.

Voici les versions HFSS 14, HFSS 15 et HFSS 2019 R2. La plus grande différence entre les versions est de 7 versions majeures, âgées de plus de 7 ans. Nous pouvons comparer certaines données (voir tableau ci - dessous) et constater que la nouvelle version présente des avantages significatifs en termes de vitesse de résolution.

Le nombre de cœurs HPC est calculé à partir de 8 cœurs, 32 cœurs et 128 cœurs respectivement, ce qui représente le nombre maximal de cœurs pris en charge par la fourniture de 1, 2 ou 3 packs HPC. À des fins de vitesse, il ne correspond pas strictement à la comparaison en raison de certaines variations dans le nombre de points de la grille, mais les différences sont mineures et l'ampleur globale du problème est similaire.

Le HFSS 15 utilise une grille plus grande et plus de mémoire, mais ce n'est qu'une illusion de grille adaptative. En effet, le HFSS 15 présente une meilleure convergence de précision (0,01 contre 0007) pour des mailles plus grandes.

Mais à titre de référence, nous ne considérons que l'analyse HFSS 14 (qui était l'ancien solveur matriciel) utilisant le multitraitement 8 cœurs. Et en comparant cela avec les analyses HPC 32 et 128 cœurs basées sur SDM, nous avons constaté que HFSS 15 fournit une analyse plus précise pour l'utilisation de l'analyse de fréquence distribuée en moins de temps, et il est important de noter que HFSS 15 peut être utilisé pour les tests de référence. Le processus fastidieux a été réduit de 3 jours à 5,5 heures et l'accélération HPC de quelques jours à quelques heures.

Mise à jour vers la version 2019, la vitesse de simulation globale a été multipliée par 4, passant d'une itération par jour à 4 itérations par jour. L'augmentation de l'utilisation de la mémoire offre un temps de simulation plus rapide, ce qui est une stratégie rentable en raison du coût relativement faible de la mémoire des ordinateurs de dernière génération.