PCBニュース - PCB設計を「ソフト化」するシミュレーション

シミュレーションは、すべての側面を考慮した仮想サンプルのテストです。設計が複雑になるにつれて、エンジニアはすべてのシナリオを実現することはできません。この場合、彼らは実験ではなく高度なシミュレーションを使用して判断するしかありません。

現在のシステム設計では、高速、高密度回路基板による課題に加えて、高速製品リリースの圧力によりシミュレーションがシステム設計に不可欠な手段となっている。設計者は設計段階で先進的なシミュレーションツールを使用して問題を発見し、それによって効率的で高品質にシステム設計を完成することを望んでいる。

従来のPCBボード設計では、エンジニアがシミュレーション方法を採用することはめったにありません。さらに多くの場合、上流チップメーカーが提供するリファレンス設計と設計ガイド（ホワイトペーパー）を使用して、エンジニアの実際の経験に基づいて設計を行い、設計によって生成されたプロトタイプを繰り返しテストし、問題を特定して設計を修正します。このプロセスは、問題が基本的に解決されるまで繰り返される。たまにシミュレーションツールを使って設計しても、一部の回路に限られています。回路を変更することは、時間的な遅延を意味します。この遅延は、製品の迅速なリリースの圧力の下では受け入れられません。特に大型システムでは、小さな修正で設計全体を覆す必要がある場合があります。それがメーカーに与えた損失は計り知れない。

製品の品質を保証するのは難しく、開発周期は制御できず、エンジニアの経験に過度に依存している。。。これらの要因により、上述の設計方法はますます複雑になる高速高密度PCB設計による課題に対応することが困難になるため、高度なシミュレーションを使用しなければならない。それを解決するためのツール。「上流チップメーカーが提供する設計案はすべて彼ら自身のプロトタイプに基づいており、システムメーカーの製品が上流メーカーの製品と完全に同じであることはあり得ない。同時に、1つのチップの設計要求は別のチップと矛盾する可能性がある。設計案を確定するにはシミュレーションを行わなければならない」と陳蘭兵氏は言う。

ある意味では、シミュレーションは仮想試作機で物理試作機をテストしてこそできる機能評価をソフトウェアに完成させるためである。これは、より「ソフト」で経済的なソリューションです。

しかし、高速高密度回路基板のシミュレーションは従来のシミュレーションとは異なる。Mentor Graphics技術エンジニアのYulifu氏は、「従来のシミュレーションは原理図に対して行われています。機能が正しいかどうかを判断するためにインセンティブを追加して出力を表示するだけです。高速シミュレーションは機能が正しい前提に基づいており、設計によって異なります。性能は何ですか。原理図だけでなくPCB設計にも使用されています。シミュレーションツールを使用すると、どのシナリオが実際のニーズに近いかを判断し、性能要件を満たす上で、どのシナリオのコストが低いかを判断できます。性能設計では、システムコストのバランスを見つけることができます。Yulifu氏は、「シミュレーションツールを使用することでシステムの改善の方向が正しいかどうかを判断し、方向を示すことができます」を使用して、製品をより迅速に市場に投入します。しかし、シミュレーション結果とテスト結果がどんなに近くても、実際のテストシステムに取って代わることはできません。"

テストは、すべての真の環境要因を含むシステムパフォーマンスの真の判断ですが、シミュレーションは仮想プロトタイプの「テスト」です。特定の条件に対応しています。すべての実際の状況を同時に考慮できるツールはありません。シミュレーションしかし、技術の発展とツールの継続的な改善に伴い、シミュレーション結果と実際のテスト結果の近似度はますます高くなり、設計に対する指導的意義もますます大きくなっているが、同時にエンジニアに対してより高い要求を提出した--ツールはますます使いやすくなっているが、シミュレーション結果の判断と改善方法はエンジニアの技術レベルと理論基礎にかかっている。

現在、高速PCBシミュレーションで最も満足できないのはEMC/EMIである。これは、高速システムでは、実際の環境を効果的にシミュレートするには、ビア効果の影響により、システムを3 Dモデリングする必要があるためです。しかし、PCBボードのような大型の複雑なシステムでは、3次元モデリングは難しい。于立夫氏によると、現在は主に専門家による検査方式を採用し、国際共通基準に基づき、EMC/EMI問題をPCB上のレイアウトと配線規則に変換している。CadenceのEMControlは、専門家システムに似たルールチェックツールであり、顧客が企業に適したEMC/EMIチェックルールを作成するのに便利なカスタムインタフェースも提供しています。Mentor GraphicsのQuiet Expertは、EMI問題の原因となる不正確な配線構造をチェックし、問題を特定し、EMI問題の原因と提案されたソリューションを提供します。

また、3次元分析では、AnsoftやApsimなどの企業は、CadenceやMentor Graphicsシステムツールと組み合わせて使用できる専用のツールや方法を提供することができます。