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A correlação entre simulação e medição pode ser alcançada em projetos avançados? – Semiwiki

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A correlação entre simulação e medição pode ser alcançada em projetos avançados?

“O que você simula é o que você obtém.” Este é o Santo Graal de muitas formas de design de sistemas. Alcançar um alto nível de precisão entre o desempenho previsto e o real pode reduzir significativamente o tempo de projeto, resultando em melhores margens de custo, tempo de lançamento no mercado e taxas gerais de sucesso. Alcançar um alto grau de confiança no desempenho previsto não é uma tarefa fácil. Dependendo do tipo de projeto que está sendo feito, existem muitos processos e métodos que devem ser executados com perfeição para alcançar o resultado desejado. Houve um painel dedicado a este tema na recente DesignCon em Santa Clara, CA. Os especialistas analisaram o problema de várias perspectivas diferentes. Continue lendo para saber mais – a correlação entre simulação e medição pode ser alcançada em projetos avançados?

Sobre o Painel

O painel DesignCon foi intitulado, Simulação de extrema confiança para design de integridade de sinal 400-800G. O evento foi organizado pela Wild River Technology, fornecedora de produtos e serviços para design avançado de integridade de sinal. A Samtec também participou do painel. Samtec e Wild River representaram as duas empresas no painel que se concentram em produtos e serviços direcionados especificamente para oferecer suporte a projetos avançados de integridade de sinal. O restante do painel incluiu empresas que focam em metodologias/ferramentas de design e desenvolvimento avançado de produtos, portanto todos os pontos de vista foram representados. Aqui está um resumo de quem participou – todos têm credenciais impressionantes.

A seguir, resumirei os comentários da Samtec e da Wild River Technology sobre correlação para projetos avançados, uma vez que esses dois pontos de vista estão totalmente focados na precisão da correlação versus projeto de produto ou metodologia de projeto.

Al Neves, fundador e diretor de tecnologia, Wild River Technology

Al NevesAl tem mais de 39 anos de experiência em projeto e desenvolvimento de aplicações de produtos semicondutores, projeto de equipamentos de capital com foco em jitter e análise de integridade de sinal. Ele esteve envolvido com sucesso em vários desenvolvimentos de negócios e atividades de startups nos últimos 17 anos. Al se concentra no desenvolvimento de modelos baseados em medidas, dispositivos de teste de caracterização de link serial de integridade de sinal ultra-alta, design de dispositivos de teste de alta velocidade e plataformas para identificação de materiais e simulação de medição até 110 GHz.

Scott McMorrowScott McMorrow, tecnólogo estratégico, Samtec

Scott atualmente atua como Tecnólogo Estratégico na Samtec, Inc. Como consultor há muitos anos, Scott ajudou muitas empresas a desenvolver produtos de alto desempenho, enquanto treinava engenheiros de integridade de sinal. Ele é um autor frequente e porta-voz da Samtec.

Gary Lytle, Diretor de Gerenciamento de Produto, Cadence

Gary LytleGary lidera estratégia de produto, posicionamento, capacitação de vendas e geração de demanda para tecnologias de simulação eletromagnética Cadence. Ele ocupou vários cargos na indústria de RF e simulação, incluindo Diretor Técnico da ANSYS, Inc, Engenheiro Líder de Projeto de Antena na Comunicação Dielétrica, Engenheiro de Sistemas de Combate na General Dynamics e Gerente de Engenharia na Amphenol.

Cathy Liu, Distinta Engenheira, Broadcom

Cathy Ye Liu atualmente lidera arquitetura e modelagem da Broadcom SerDes Cathy Liugrupo. Desde 2002, ela trabalha em soluções de transceptores de alta velocidade. Anteriormente, ela desenvolveu soluções de canais de leitura e receptores móveis de TV digital.

Jim Weaver, engenheiro sênior de design e integridade de sinal, Arista Networks

Jim WeaverJim é responsável pelo projeto e análise de grandes switches para computação em nuvem e links seriais de alta taxa de bits. Jim tem mais de 40 anos de experiência em design de sistemas, incluindo 20 anos de experiência em integridade de sinal, e está fortemente envolvido com trabalhos de especificação elétrica IEEE802.3dj.

Todd Westerhoff, marketing de produtos de design de alta velocidade da Siemens EDA

Todd WesterhoffTodd Westerhoff moderou o painel. Ele tem mais de 42 anos de experiência em modelagem e simulação de sistemas eletrônicos, incluindo 25 anos de experiência em integridade de sinais. Antes de ingressar na Siemens EDA, ocupou cargos técnicos e de gerenciamento sênior na SiSoft, Cisco e Cadence. Ele também trabalhou como consultor independente de integridade de sinal, desenvolvendo metodologias de análise para os principais fabricantes de sistemas e IC.

O foco do painel foi definido desta forma:

Qual é o sentido de executar simulações detalhadas se o veículo de teste de PCB que você fabrica e monta tem um desempenho diferente do previsto? Este painel discutirá questões associadas à obtenção de uma correlação estreita e repetível entre simulação e medição para estruturas como vias, lançamentos de conectores, linhas de transmissão, etc. e os canais que os contêm.

Esta correlação nos permite realizar o que chamamos de “Simulação de Confiança Extrema”. Será abordado um amplo conjunto de tópicos de simulação com foco nos desafios épicos de integridade de sinal apresentados pela comunicação 400-800G.

Principais vantagens - Samtec

Scott forneceu seus pontos de vista e experiência em correlação para projetos avançados, começando com a observação de que, para correlacionar medições com simulação, é necessário compreender os limites dos métodos. Assumimos que nossas simulações estão corretas, dadas as informações de modelagem corretas. Além disso, presumimos que nossas medições estão corretas, considerando os melhores métodos de medição. Mas eles são?

Scott destacou que existe uma probabilidade estatística de erro tanto nas simulações quanto nas medições que nada tem a ver com a modelagem correta dos materiais. Portanto, precisamos entendê-los para melhorar nossa medição para modelar a correlação.

Scott então mergulhou em detalhes significativos para discutir os critérios delta S máximos da simulação HFSS, critérios de convergência da simulação HFSS, precisão de fase de alta frequência, incerteza de transmissão, erro de perda de inserção Mcal e erro de atraso Mcal.

Scott concluiu sua palestra com um resumo do que é necessário para compreender os limites da medição. Para modelagem de simulação, é obrigatório compreender os controles de convergência para atingir o nível necessário de correlação. Ele ressaltou que para medições de VNA, para todas as medições de grau metrológico, o erro de fase (atraso) é significativamente baixo o suficiente para ser preciso dentro de várias centenas de femtossegundos, o que é uma sorte para problemas de identificação de materiais.

Mas abaixo de 10 GHz, ele alertou sobre a entrada incorreta de fases, alterando o ponto de partida para a identificação do material e criando problemas de causalidade no domínio do tempo. Em baixas frequências, ele sugeriu usar um método separado para validar as características de baixa frequência e CC do material, onde a precisão é maior.

Um comentário final de Scott: Correlação separada para estruturas individuais para que a precisão possa ser preservada tanto na simulação quanto na medição.

Principais vantagens – Tecnologia Wild River

Al fez uma abordagem direta ao tema, salientando que as ferramentas EDA não são padrões. “Não há nada de “dourado” neles (desculpe). Acreditar que as ferramentas EDA são padrões pode corromper o caminho para a confiança no design de alta velocidade.” Ele continuou explicando que o caminho para a confiança da simulação até a medição é um caminho difícil, que exige muito trabalho e é intransigente.

O trabalho árduo é a calibração/benchmarking de EDA e a construção de abordagens sistemáticas usando dispositivos de teste avançados (ID de material, verificação de modelos, etc.). O resultado final é que todas as ferramentas de EDA têm problemas, e é nosso trabalho identificá-los e contorná-los.

Al então passou algum tempo falando sobre a importância da calibração e das métricas. Ele explicou que é necessária uma melhor calibração para medição de simulação. Por exemplo, o desempenho da calibração de carga deslizante é necessário para uma boa correspondência entre medidas sim. Ele sentiu que a indústria dependia demais do ECAL fácil de usar e que a indústria negligenciou boas calibrações mecânicas. Al cunhou o termo EDA Metrics Matter. Seus pontos finais foram:

  • Questões de mentalidade
  • Você não pode ignorar Maxwell
  • O mundo de >70 GHz não está em boas condições para integridade do sinal
  • As métricas serão muito úteis

Resumo e próximas etapas

Houve mensagens semelhantes de Scott e Al neste painel. É importante compreender como calibrar os resultados e levar em consideração todas as fontes de erros, incluindo a compreensão dos materiais usados.

A Samtec oferece uma vasta biblioteca de informações sobre calibração e precisão de medição. Você pode explorar Biblioteca técnica da Samtec aqui. sou fã do discurso gEEk webinários. Você pode explorar o produtos e serviços de extrema integridade de sinal oferecidos pela Wild River Technology aqui. Então, a correlação entre simulação e medição pode ser alcançada em projetos avançados? Com a abordagem certa e os parceiros certos, acredito que sim.

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