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* 價格如有變動,恕不另行通知。 此處所列價格為製造商建議零售價格(MSRP)

主要技術規格

ADS 2017 為充滿挑戰的無線通訊設計提供 3D 解決方案和更多解決方案,其中包括:

  • 3D 佈局檢視、路由和編輯
  • 多技術 3D 電熱模擬
  • Python Data Link 的 3D 資料視覺化功能
  • 使用 FEM 進行更強大的 3D EM 模擬
  • 3D Via Designer:方便存取精確的導孔模型
  • 自動建立線圈等元件的 PCell 結構
  • 用於分層管理的新選項
  • 改進的互通性
  • SOA 支援提供更高的可靠性
  • 增進的電路模擬效能

ADS 2017 為信號完整性(SI)和電源完整性(PI)設計所提供的最新特性和功能包括:

  • PIPro - 適用於電力傳輸網路的直流電熱模擬功能
  • PIPro - 適用於解耦合電容器和電感器的用料清單最佳化軟體
  • 3D Via Designer:方便您存取精確的參數化差動導孔模型
  • 提高了 IBIS 模型可用性,並提供最新的 IBIS 封裝模型套件
  • 大幅提升暫態和通道模擬速度,以便加速批次量模擬和高埠數 S 參數量測
  • 統計通道模擬(Sim)更新,以支援 PAM4 IBIS-AMI 模型
  • 在表格視圖中進行基板編輯

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ADS 2017 Update 1.0 現已可供下載(請參閱有關 ADS 更新版本的重要資訊)。

請點擊上面的「試用與授權」標籤,然後點擊「詳細資訊與下載」按鈕,以便下載最新軟體。

敘述

Advanced Design System是德科技利用最新發佈的先進設計系統(ADS)2017 版本,建構領先業界的射頻/微波電路模擬軟體平台,以便大幅改善客戶體驗(3D 檢視器、快速入門指南、Python 資料連結)和效能(電路和 FEM 模擬速度、處理複雜的版圖、支援多種技術。這些特性加上其他新特性,讓設計工程師得以輕鬆地設計射頻前端模組和 RFIC 晶片。

3D 佈局檢視、路由和編輯

當今的無線通訊設計日益複雜,工程師需使用更強大的解決方案來查看和編輯這些設計。有了新版 ADS 2017 的全新 3D 設計功能,工程師可輕而易舉地克服難題。利用這些 3D 功能,使用者可在三個維度上(參見 圖 1)查看並編輯 PCB 或 MMIC/RFIC 佈局。它為設計人員提供一套強大工具,方便他們驗證設計是否滿足要求,並協助他們找出不利的錯誤。此外,ADS 2017 全新的 3D 功能在多層設計中,利用導孔大幅簡化了壓合過程,可在密集區域進行路由,並在準備電磁模擬的同時進行複雜的結構選擇。

ADS 2017 - 3D Editable Views

圖 1:ADS 2017 現在提供可編輯的 3D 檢視畫面:a) LNA 的 RFIC 佈局;b) 功率放大器模組 PCB。

多技術 3D 電熱模擬

設計複雜的現代功率放大器(PA)模組,需要高密度佈局或使用先進半導體製程(例如 GaN 和 GaAs),是項棘手的任務。為了減少費用高昂的電路改版,設計人員必須在進入製造階段之前深入觀察電路的電熱效能。

多年來,ADS 電熱模擬器為設計人員提供完整的的 3D 熱求解器,可與 ADS 佈局環境和電路模擬器緊密整合,讓您能計算整個系統或晶片的溫度曲線,並在電路模擬器中提供這項訊息的註釋,以便對電路進行精確的溫度分析。利用 ADS 2017,您還可對多項技術一起進行熱模擬,進一步提升這些便利功能。

以功率放大器設計為例,假設它採用倒裝晶片和方形扁平無引線(QFN)封裝設計。這個設計包括晶粒、基板、銅凸點和封裝,因而形成了一個高度可變、非常難以分析的熱電阻曲線。圖 2 簡易呈現 ADS 2017 中的多技術基板設定。圖 3 以出色的解析度和準確度,顯示整個 3D 晶片建構模組的熱效應。熱分析中包含設計的所有結構。根據這項訊息,設計人員可以進行必要的編輯,進而信心十足地將設計投入生產。

ADS 2017 - Substrate setup for a flip-chipped and packaged power amplifier圖 2:ADS 2017可顯示這個採用倒裝晶片設計,並且已封裝的功率放大器之基板設定,以及所有建構方塊,包括功率放大器晶粒的放大圖。

ADS 2017 - Multi-technology EM Simulation

圖 3:ADS 2017 可執行多技術電熱模擬。此處顯示的是 a) QFN 封裝的佈局;b) 3D 結構(包括晶粒、基板、銅凸點和 QFN 封裝)的 2D 熱曲線圖;以及 c) 整個晶片的 3D 熱曲線。

使用 FEM 進行更強大的 3D EM 模擬

ADS 中的 3D 有限元素法(FEM)引擎是功能強大的全波電磁模擬器,可用於在頻域中分析 3D 電磁效應,而且非常適合用來模擬高速和 RFIC 封裝、接合線、天線、晶片上和晶片外嵌入式被動式元件及 PCB 互連等元件的電磁效應。這個 FEM 引擎可緊密整合入 ADS 和 Keysight 3D 建模和模擬環境 EMPro 中。引擎中可自動匯出和導入設計,有助於節省時間和資金,相較於協力廠商電磁模擬器的手動式匯出/導入方法,可大幅減少人為錯誤。據估計,每進行一次模擬,工具之間的資料傳輸大約需要兩個小時。假設每天進行一次模擬,日積月累所付出的時間成本將會極其龐大,每年約高達 50,000 美元!是德科技解決方案可與 ADS 和 EMPro 中的 FEM 整合在一起,藉以節省可能浪費的資金,並避免出現相關的錯誤。

隨著 ADS 2017 和 EMPro 2017 的發佈,FEM 引擎現在比原來更加強大(參見圖 5)。藉由使用更智慧的網格劃分功能、自我調整網格劃分演算法、混合順序功能,以及並行頻點求解,ADS 2017 中的 FEM與之前版本相比,速度平均加快 1.5 倍至 2 倍(參見表 1)。此外,其磁片尺寸降低了大約 50%。如此一來,射頻和微波設計工程師可更容易使用 FEM 引擎來滿足各種富有挑戰性的新設計要求。

ADS 2017 - FEM-generated EM waves for 3D structures

圖 5:此處顯示 FEM 為這些 3D 結構產生的電磁波:a) 晶片封裝和焊線,b) 包括電路板互連的印刷電路板。相較於先前版本,ADS 2017 中的 FEM 將速度提高了 1.5 至 2 倍,磁片大小則減少了大約 50%。

 

表 1: ADS 2017 中的 FEM 實現的某些速度改進。
測試案例 FEM 2017 模擬時間  FEM 2017 提升的模擬速度 
A1 0:15:46 1.7x
A2 2:04:05 3.8x
A3 0:00:48 1.8x
B1 1:12:05 1.4x
B2 0:57:19 1.8x
B3 0:32:11 3.2x
B4 0:55:36 1.8x
C1 3:24:53 2.6x
C2 4:51:00 1.4x
C3 0:58:54 6.6x
D1 0:36:07 3.8x
D2 1:46:59 6.8x
D3 0:04:06 2.6x
D4 0:01:58 5.8x

3D Via Designer:方便存取精確的導孔模型

模擬高速信號互連時,無法存取精確的高頻導孔模型是個重要問題。為了解決這個問題,ADS 2017 導入了 “Via Designer”,這個工具可以建立 PCB 導孔(單端或差動)模型,讓設計人員能全面控制導孔指標(參見圖 6)。

Via Designer 使用 FEM 來分析所建立模型的電磁效應,在高頻範圍內具有出色準確度。它支援參數化掃描,可在全通道模擬中對電路進行精細調整。利用這個功能強大的新工具,您可完全消除導孔設計導致的不確定性。

ADS 2017 - Via Designer

圖 6:ADS 2017 導入了 “Via Designer”,這個工具可以建立 PCB 導孔模型。此處顯示了該工具及其模擬結果。

自動建立線圈等元件的 PCell 結構

豐富而功能強大的模擬選項、與 Keysight GoldenGate 軟體(非常出色的 RFIC 模擬工具)的完美整合,使得 ADS 成為啟動和完成矽晶 RFIC 設計的卓越平台。ADS 2017 添加了 CoilSys,更進一步改善這項功能。CoilSys 可自動建立螺旋電感器、變壓器和傳輸線的參數化單元(PCell)結構(參見圖 7)。所產生的 PCell 經過設計規則校驗(DRC)驗證無誤,隨時可以在 RFIC 設計中使用。CoilSys 消除了手動建立這些佈局單元的過程,進而避免 RFIC 設計人員花費大量時間執行這個艱辛任務。

使用 CoilSys 建立的佈局經過電磁模擬,可轉化成參數,以進行元件合成和設計最佳化。

ADS 2017 - CoilSys add-on utility for automating PCell construction

圖 7:ADS 2017 導入了 CoilSys,這個附加工具可自動建立 PCell 結構。RFIC 設計人員可以使用 a) CoilSys 為 b) 單端或差動電感器、c) 平衡-不平衡轉換器/變壓器和 d) 電磁線圈建立經過 DRC 精準驗證的 PCell。

用於分層管理的新選項

ADS 2017 提供一個新選項,支援使用單一圖形化操作介面建立、更改和控制設計分層。該選項 “Config View” 的介面如圖 8 所示。與 ADS 的舊版本不同,使用 Config View 進行分層管理不需要對設計進行修改。

ADS 2017 - Hierarchy Management Config View Option

圖 8:ADS 2017 使用 “Config View” 選項執行分層管理,讓設計、更改和控制設計分層變得更容易。

更強大、更全面的模擬平台

無線通訊系統的設計從來都不是輕鬆的任務。在當今這個快速發展、瞬息萬變的產業中,該任務變得更具挑戰性。ADS 2017 藉助 ADS 長期積聚的強大基礎和忠誠使用者群體而設計,可協助現代微波和射頻設計人員有效地解決現有挑戰和未來新出現的挑戰。在一個設計成功或失敗僅一線之隔的環境中,ADS 2017 強大而完整的新特性,可能是當今設計人員獲得成功的契機。

PIPro 中電源完整性分析的新功能

Power Tree results view

圖 9:功率樹結果檢視畫面。

ADS 2017 中的 PIPro 包括了一個新的 “功率樹” 概覽圖,可產生詳細的分析報告,另外還有一個 “對比” 功能,可快速顯示兩個模擬分析的結果差異。PIPro 還為電熱分析提供了新的模擬功能,以及針對供電網路中的解耦合電容器/電感器而最佳化的材料清單。

直流壓降電熱

全自動整合式電熱電氣迭代運算模擬
輕鬆將現有的直流壓降模擬設定複製到新電熱模擬中
顯示平面、接腳和過孔的溫度清單
透過將發熱所導致的局部電阻變化考慮在內,顯示最精確的直流壓降結果
測試可能的散熱解決方案,例如增加散熱片的尺寸,或增強空氣流通
進行額外的純熱效能模擬,使使用者能夠更好地設計發熱層

DC IR Drop Electro Thermal analysis - visualization of temperature

圖 10:直流壓降電熱分析 -- 溫度視覺化顯示。

適用於解耦合電容器和電感器的用料清單最佳化軟體

眾多 IC 的參考設計都提供一系列的解耦電容器,後者需放在 PDN 上以實現最佳效能和可靠性。但這並未考慮到設計人員在 PCB 方面可能遇到的特定限制(尺寸和層數)。IC 四周或下方通常沒有足夠的空間來放置所有解耦電容器,佈局工程師只能將剩餘的元件放置在 PDN 上,不管它們原本應該放在何處。PIPro 的解耦電容器最佳化軟體可將所有解耦電容器放在電路板上,並搜索最佳的解決方案來實現期望的目標阻抗曲線。

使用者可指定以下加權標準來定義最佳的解決方案:

  • 解耦電容器數
  • 獨特型號數
  • 供應商數
  • 成本

該最佳化軟體實際上是智慧演算法,而且改變解耦電容器模型不需要重新計算電磁求解結果,因此速度非常快。這些最佳化結果提供了一系列的候選解決方案,以符合目標阻抗要求,並按照加權標準進行排名。對於每一個候選解決方案,使用者可查看 PDN Z 阻抗與目標阻抗的關係,以快速確定效能和成本的最佳混合。

Decap Optimization analysis results

圖 11:解耦電容器最佳化分析結果。

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*Baylis 博士所領導的貝勒大學團隊首創 3D 史密斯圓圖的概念。