„Was Sie simulieren, ist das, was Sie bekommen.“ Dies ist der heilige Gral vieler Formen des Systemdesigns. Das Erreichen einer hohen Genauigkeit zwischen der prognostizierten und der tatsächlichen Leistung kann die Entwicklungszeit erheblich verkürzen, was zu besseren Kostenmargen, einer besseren Markteinführungszeit und allgemeinen Erfolgsquoten führt. Es ist keine leichte Aufgabe, ein hohes Maß an Vertrauen in die vorhergesagte Leistung zu erreichen. Abhängig von der Art des Entwurfs gibt es viele Prozesse und Methoden, die fehlerfrei ausgeführt werden müssen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Auf der jüngsten DesignCon in Santa Clara, Kalifornien, gab es eine Diskussionsrunde zu diesem Thema. Experten betrachteten das Problem aus verschiedenen Perspektiven. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren – kann eine Korrelation zwischen Simulation und Messung für anspruchsvolle Designs erreicht werden?

Über das Panel

Das DesignCon-Panel hatte den Titel: Extrem vertrauenswürdige Simulation für 400-800G-Signalintegritätsdesign. Die Veranstaltung wurde von Wild River Technology organisiert, einem Anbieter von Produkten und Dienstleistungen für fortschrittliches Signalintegritätsdesign. Auch Samtec nahm an dem Panel teil. Samtec und Wild River vertraten die beiden Unternehmen in der Jury, die sich auf Produkte und Dienstleistungen konzentrieren, die speziell auf die Unterstützung fortschrittlicher Signalintegritätsdesigns ausgerichtet sind. Die Jury bestand überwiegend aus Unternehmen, die sich auf Designmethodik/-tools und fortschrittliche Produktentwicklung konzentrieren, sodass alle Standpunkte vertreten waren. Hier finden Sie eine Zusammenfassung der Teilnehmer – alle verfügen über beeindruckende Referenzen.

Als nächstes werde ich die Kommentare von Samtec und Wild River Technology zur Korrelation für fortgeschrittene Designs zusammenfassen, da sich diese beiden Standpunkte ausschließlich auf Korrelationsgenauigkeit im Vergleich zu Produktdesign oder Designmethodik konzentrieren.

Al Neves, Gründer und Chief Technology Officer, Wild River Technology

Al verfügt über mehr als 39 Jahre Erfahrung im Design und in der Anwendungsentwicklung von Halbleiterprodukten sowie im Design von Investitionsgütern mit Schwerpunkt auf Jitter- und Signalintegritätsanalysen. In den letzten 17 Jahren war er erfolgreich an zahlreichen Geschäftsentwicklungen und Startup-Aktivitäten beteiligt. Al konzentriert sich auf die messungsbasierte Modellentwicklung, Testvorrichtungen für die Charakterisierung serieller Verbindungen mit extrem hoher Signalintegrität, das Design von Hochgeschwindigkeits-Testvorrichtungen und Plattformen für die Materialidentifizierung und Messsimulation bis 110 GHz.

Scott McMorrow, Strategischer Technologe, Samtec

Scott ist derzeit als strategischer Technologe für Samtec, Inc. tätig. Als langjähriger Berater hat Scott vielen Unternehmen bei der Entwicklung leistungsstarker Produkte geholfen und gleichzeitig Signalintegritätsingenieure geschult. Er ist ein häufiger Autor und Sprecher von Samtec.

Gary Lytle, Produktmanagementdirektor, Cadence

Gary leitet Produktstrategie, Positionierung, Verkaufsförderung und Nachfragegenerierung für elektromagnetische Simulationstechnologien von Cadence. Er hatte viele Positionen in der HF- und Simulationsbranche inne, darunter technischer Direktor bei ANSYS, Inc, leitender Antennendesigningenieur bei Dielectric Communications, Combat Systems Engineer bei General Dynamics und Engineering Manager bei Amphenol.

Cathy Liu, angesehene Ingenieurin, Broadcom

Cathy Ye Liu leitet derzeit die Architektur und Modellierung von Broadcom SerDes Gruppe. Seit 2002 arbeitet sie an Hochgeschwindigkeits-Transceiver-Lösungen. Zuvor hat sie Lösungen für Lesekanäle und mobile digitale TV-Receiver entwickelt.

Jim Weaver, Senior Design & Signal Integrity Engineer, Arista Networks

Jim ist für das Design und die Analyse großer Switches für Cloud Computing und serielle Verbindungen mit hoher Bitrate verantwortlich. Jim verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung im Systemdesign, darunter 20 Jahre Erfahrung in der Signalintegrität, und ist stark an der Arbeit an der elektrischen Spezifikation IEEE802.3dj beteiligt.

Todd Westerhoff, High-Speed-Design-Produktmarketing bei Siemens EDA

Todd Westerhoff moderierte das Panel. Er verfügt über mehr als 42 Jahre Erfahrung in der Modellierung und Simulation elektronischer Systeme, darunter 25 Jahre Erfahrung in der Signalintegrität. Bevor er zu Siemens EDA kam, hatte er leitende technische und Managementpositionen bei SiSoft, Cisco und Cadence inne. Er arbeitete außerdem als unabhängiger Signalintegritätsberater und entwickelte Analysemethoden für große System- und IC-Hersteller.

Der Schwerpunkt des Panels wurde wie folgt definiert:

Welchen Sinn hat es, detaillierte Simulationen durchzuführen, wenn das von Ihnen hergestellte und zusammengebaute PCB-Testfahrzeug anders funktioniert als erwartet? In diesem Panel werden Fragen im Zusammenhang mit der Erzielung einer engen und wiederholbaren Korrelation zwischen Simulation und Messung für Strukturen wie Durchkontaktierungen, Steckverbindereinführungen, Übertragungsleitungen usw. und die Kanäle, die diese enthalten, erörtert.

Diese Korrelation ermöglicht es uns, das durchzuführen, was wir „Extreme Confidence Simulation“ nennen. Es wird eine breite Palette von Simulationsthemen behandelt, die sich auf die epischen Signalintegritätsherausforderungen konzentrieren, die die 400-800G-Kommunikation mit sich bringt.

Wichtige Erkenntnisse – Samtec

Scott legte seine Ansichten und Erfahrungen zur Korrelation für fortgeschrittene Designs dar und begann mit der Beobachtung, dass es notwendig ist, die Grenzen der Methoden zu verstehen, um Messungen mit Simulationen zu korrelieren. Wir gehen davon aus, dass unsere Simulationen bei korrekten Modellierungseingaben korrekt sind. Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass unsere Messungen mit den besten Messmethoden korrekt sind. Aber sind sie es?

Scott wies darauf hin, dass sowohl bei den Simulationen als auch bei den Messungen eine statistische Fehlerwahrscheinlichkeit besteht, die nichts mit der korrekten Modellierung von Materialien zu tun hat. Daher müssen wir diese verstehen, um die Korrelation zwischen Messung und Modell zu verbessern.

Anschließend ging Scott ausführlich ins Detail, um die maximalen Delta-S-Kriterien der HFSS-Simulation, die Konvergenzkriterien der HFSS-Simulation, die Hochfrequenz-Phasengenauigkeit, die Übertragungsunsicherheit, den Mcal-Einfügedämpfungsfehler und den Mcal-Verzögerungsfehler zu besprechen.

Scott beendete seinen Vortrag mit einer Zusammenfassung dessen, was zum Verständnis der Messgrenzen erforderlich ist. Für die Simulationsmodellierung ist es zwingend erforderlich, die Konvergenzkontrollen zu verstehen, um das erforderliche Korrelationsniveau zu erreichen. Er wies darauf hin, dass bei VNA-Messungen, außer bei messtechnischen Messungen, der Phasenfehler (Verzögerungsfehler) deutlich niedrig genug ist, um innerhalb von mehreren hundert Femtosekunden genau zu sein, was bei Problemen bei der Materialidentifizierung von Vorteil ist.

Unterhalb von 10 GHz warnte er jedoch davor, dass sich eine falsche Phase einschleiche, den Ausgangspunkt für die Materialidentifizierung verändere und Probleme mit der Zeitdomänen-Kausalität entstehe. Bei niedrigen Frequenzen schlug er vor, eine separate Methode zur Validierung der Niederfrequenz- und Gleichstromeigenschaften des Materials zu verwenden, bei der die Genauigkeit höher ist.

Ein letzter Kommentar von Scott: Separate Korrelation zu einzelnen Strukturen, damit die Genauigkeit sowohl bei der Simulation als auch bei der Messung erhalten bleibt.

Wichtige Erkenntnisse – Wild River-Technologie

Al ging das Thema direkt an und wies darauf hin, dass EDA-Tools keine Standards seien. „Es gibt nichts „Goldenes“ an ihnen (sorry). Der Glaube, dass EDA-Tools Standards seien, kann den Weg zu schnellem Design-Vertrauen verderben.“ Er erklärte weiter, dass der Weg zur Vertrauenswürdigkeit von der Simulation zur Messung ein harter Weg sei, der viel Arbeit erfordere und kompromisslos sei.

Die harte Arbeit besteht in der EDA-Kalibrierung/Benchmarking und der Entwicklung systematischer Ansätze unter Verwendung fortschrittlicher Testvorrichtungen (Material-ID, Verifizierung von Modellen usw.). Das Fazit ist, dass alle EDA-Tools Probleme haben und es unsere Aufgabe ist, diese zu identifizieren und zu umgehen.

Al widmete sich dann etwas Zeit der Bedeutung von Kalibrierung und Metriken. Er erklärte, dass für Simulationsmessungen eine bessere Kalibrierung erforderlich sei. Für eine gute Sim-Maß-Übereinstimmung ist beispielsweise eine Gleitlastberechnungsleistung erforderlich. Er hatte das Gefühl, dass sich die Branche zu sehr auf die benutzerfreundliche ECAL-Lösung verlässt und gute mechanische Kalibrierungen vernachlässigt. Al prägte den Begriff „EDA Metrics Matter“. Seine abschließenden Punkte waren:

• Denkweise ist wichtig
• Sie können Maxwell nicht ignorieren
• Die Welt mit >70 GHz ist hinsichtlich der Signalintegrität nicht in einem guten Zustand
• Metriken werden sehr nützlich sein

Zusammenfassung und nächste Schritte

Bei diesem Panel gab es ähnliche Botschaften von Scott und Al. Es ist wichtig zu verstehen, wie man Ergebnisse kalibriert und alle Fehlerquellen berücksichtigt, einschließlich der verwendeten Materialien.

Samtec bietet eine umfangreiche Bibliothek mit Informationen zur Kalibrierung und Messgenauigkeit. Sie können erkunden Die technische Bibliothek von Samtec finden Sie hier. Ich bin ein Fan davon Geek spEEk Webinare. Sie können die erkunden Hier finden Sie die von Wild River Technology angebotenen Produkte und Dienstleistungen für extreme Signalintegrität. Kann also für fortgeschrittene Designs eine Korrelation zwischen Simulation und Messung erreicht werden? Mit dem richtigen Ansatz und den richtigen Partnern glaube ich, dass es möglich ist.

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• Quelle: https://semiwiki.com/events/342818-can-correlation-between-simulation-and-measurement-be-achieved-for-advanced-designs/