DesignerRF — это пакет программ, идеально подходящий для разработки радиочастотных интегральных схем, монолитных интегральных СВЧ-схем, «систем на кристалле» и других радиочастотных и микроволновых устройств. Используя широкофункциональную и удобную для работы платформу DesignerRF, инженеры могут проводить как точный электромагнитный анализ, так и численное моделирование работы цепей и систем. Используемая в DesignerRF технология «нахождения решения по требованию» (Solver on Demand) позволяет пользователям запускать программы электромагнитного численного моделирования (HFSS, PlanarEM) и средства численного моделирования цепей (Nexxim® и Synopsys® HSPICE®) непосредственно из пользовательского интерфейса, в котором отображается конструкция проектируемого изделия. DesignerRF с технологией Solver on Demand обеспечивают наилучшую на сегодняшний день точность и возможности автоматизации процесса проектирования, необходимые для сокращения длительности цикла разработки изделия и выпуска оптимизированных изделий на рынок (рис. 1,2).
Рис. 1 – Сравнение функциональных возможностей различных пакетов программ Designer RF
Пакеты программ Designer RF
Designer RF - это полнофункциональный программный продукт, содержащий средства ввода чертежей интегральных схем и топологий, PlanarEMSolver, RF System tool, различные средства разработки, среду линейного и нелинейного численного моделирования цепей в частотной области Nexxim и средства управления сквозным процессом проектирования для технологий численного моделирования электромагнитных полей HFSS, Q3D Extractor и Siwave.
Рис. 2 – DesignerRF предоставляет подробные результаты моделирования как для отдельных компонентов, так и для сложных систем передачи данных
Designer RF Circuit предназначен для инженеров, занимающихся численным моделированием радиочастотных цепей. Эта опция включает в себя средства ввода чертежей интегральных схем и топологий, Solver on Demand, RF System tool, различные средства разработки, среду линейного и нелинейного численного моделирования цепей в частотной области Nexxim и средства управления процессом проектирования.
Designer RF PlanarEM включает в себя модуль электромагнитного численного 3D-моделирования планарных устройств, основанный на методе моментов, средства моделирования линейных цепей и цепей по постоянному току и средства управления процессом проектирования
Особенности DesignerRF
Методы анализа цепей
- Анализ по постоянному току с различными опциями продолжения
- Анализ линейных сетей
- Многочастотный гармонический анализ в частотной области
- Опция сглаживания
- Анализ при помощи перестраиваемого осциллятора
- Опция автономных и возбуждаемых источников
- Анализ временного и фазового шума
- Анализ огибающей
- Поддержка модуляции со многими несущими
- Поддержка моделирования и анализа методом вариации нагрузки (load-pull)
- Анализ периодических передаточных функций
Поддержка моделей
- HSPICE® и Spectre® для CMOS, BiCMOS, SiGe и GaAs
- Verilog-A
- MOSFET (BSIM4, HiSim, BSIMSOI, PSP, MET и др.)
- BJT (HiCUM, VBIC, HBT, Mextram, Modella и др.)
- Диодов (SPICE, PIN, Microwave, JUNCAP и др.)
- JFET/MESFET (Statz, TOM3, Materka, EEHEMT, Parker-Skellern, Angelov, Curtice и др.)
- Независимых и управляемых источников
- Фильтров (Бесселя, Баттерворта, эллиптического и др.)
- Пассивных элементов (гибридных, антенн, сплиттеров, ответвителей и др.)
- Импортируемых моделей SPICE с шифрованием и IP-защитой)
- Широкополосных соединений: S и W-элементов
- Моделей длинных линий и непрерывных моделей для:
- Полосковых и микрополосковых линий;
- Воздушных и печатных полосковых линий;
- для компланарных и заземленных компланарных волноводов;
- для щелевых линий и коаксиальных кабелей
- Многосвязных линий передачи.
Средства разработки
- Мастер калибровки
- Программа согласования импедансов по диаграмме Вольперта-Смита
- Программа проектирования линий передач
- Мастер импорта таблицы соединений макроячеек SPICE/Spectre
- Программа выделения компонентов
- Программа синтеза фильтров.
Solver on Demand
Технология Solver on Demand позволяет программе Designer RF запускать программы для электромагнитного моделирования HFSS, Planar EM и программы для численного моделирования цепей Nexxim® и Synopsys HSPICE* непосредственно из интерфейса, ориентированного на конструкцию изделия (рис. 3). Этот интерфейс идеально подходит для импорта ECAD, рисования и параметризации электромагнитного проектирования.
Интегрированное средство стековой разработки с поддержкой традиционных ECAD-примитивов, в частности, стеков контактных площадок, трасс, соединений и шаровых контактов открывает для инженеров новые перспективы технических решений при проектировании цифровых и радиочастотных изделий.
Примечание: HFSS и HSPICE поставляются отдельно.
Динамические соединения
DesignerRF и DesignerRF Circuit обеспечивают возможность динамического соединения с широко используемыми средствам разработки печатных плат и интегральных цепей, в частности, SIwave и Q3D Extractor, для включения их выходных данных в поток проектирования. Отличие динамического соединения от технологии Solver on Demand заключается в том, что выходные данные этих средств разработки могут быть объединены с DesignerRF, но эти средства разработки не могут запускаться непосредственно из интерфейса DesignerRF, как при использовании Solver on Demand.
Примечание: SIwave и Q3D Extractor поставляются отдельно.
Легкость ввода данных
Пакеты программ Designer RF соединяют в себе возможность прямого и синхронизированного задания схемных элементов и конструкций слоев со сложными средствами анализа и визуализации для повышения производительности. Пользователи могут легко импортировать таблицы соединений макроячеек интегральных цепей и топологии в форматах GDSII и DXF.
Рис. 3 – Результаты моделирования поля антенной решетки 1x8 при помощи HFSS Solver on Demand
Особенности DesignerRF
Designer RF Planar EM предназначен для инженеров, разрабатывающих радиочастотные, беспроводные цепи и планарные антенны. Данный программный продукт имеет удобный рабочий стол, средства управления процессом разработки и численного моделирования электромагнитного поля на основе метода моментов (MoM), а также моделирования линейных цепей на основе технологии Nexxim (рис. 5). DesignerRF PlanarEM идеально подходит для вычисления S-параметров и полей микрополосковых и планарных микрополосковых структур, включая фильтры, делители мощности и антенны.
Рис. 4 – Моделирование монолитной интегральной схемы СВЧ (MMIC) при помощи Ansoft Designer и HFSS Solver on Demand
Рис. 5 – Взаимодействие компонентов DesignerRF
Электромагнитное моделирование планарных компонентов
Имеется опция для 3D-моделирования методом моментов (MoM) электромагнитного поля планарных компонентов.
Моделирование на уровне систем
- Линейное, нелинейное моделирование и анализ переходных процессов динамических параметрических цепей
- Анализ в частотной области для одночастотных и многочастотных систем:
- интермодуляции и гармонических искажений;
- ресурсов (budget analysis)
- Анализ нелинейных искажений, шума и рассогласования по отклику радиочастотных систем
- Расчет S/Y/Z, GD, мощности, IP3, NF
- Дискретный анализ во временной области для систем связи «точка-точка»
- Узкополосное моделирование и моделирование несущей
- Определение информационной емкости многоскоростных систем
- Свертка и инвариантность импульса для систем на смешанных модах
- Для систем связи:
- спектральный анализ;
- анализ переходных процессов, ACPR, EVM, CCDF, Eye и др
- Поддержка системных библиотек:
- широкий набор библиотек радиочастотных и DSP-компонентов;
- библиотеки для стандартов связи IEEE 802.11, GSM, EDGE, UWB и др.;
- возможность использования компилированных библиотек пользователей на C/C++
- Совместное численное моделирование с MATLAB®
- Подключение к WinIQSIM™ для более поздних стандартов:
- WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000® и др.;
- временные диаграммы для отдельных битов и кадров.
Технологии проектирования
- 3D-поддержка многослойных сред для:
- смешанных объемных и открытых систем;
- периодических структур для бесконечных областей и частотно-избирательных плоскостей
- Элементов цепей в виде модели «черного ящика»
- Заземляющих слоев конечных размеров и полигонов
- Тонкопленочных резисторов
- Краевых, коаксиальных разъемов и возбудителей на плоских волнах.
Особенности ANSYS
Интеграция процесса разработки
- Динамическое объединение на рабочем столе (Ansoft Designer Desktop) стадий разработки цепей и систем
- Физическая иерархичность для повторного использования разработки
- Возможность импорта геометрических примитивов в форматах:
- DXF/DWG;
- GDSII;
- AnsoftLinks;
- Gerber export
- Экспорт моделей в виде:
- S-параметров;
- статических параметров (Touchstone);
- многомерных моделей (NMF);
- моделей MATLAB;
- Full-Wave SPICE-моделей;
- моделей цепей с сосредоточенными параметрами.
Технологии моделирования
- Использование прямых, итерационных технологий и новейшей быстрой технологии на основе метода моментов
- Возможность задания быстрых качаний частоты
- Модуль расчета полей вблизи толстых металлических слоев для учета краевых эффектов и влияния боковых стенок
- Возможность произвольного соединения разнородных элементов для получения наилучшей точности
- Неограниченное число возбуждений
- Полная параметризация процесса разработки:
- геометрии, контуров;
- слоев и свойств металлов.
Представление результатов моделирования
- Линейные передаточные функции
- S, Y и Z-параметры;
- поля ближней зоны;
- поля дальней зоны;
- 2D и 3D-визуализация
- Поствычислительные параметры
- изменения конструкции, не требующие дополнительного времени для численного моделирования;
- дополнительные возбуждения, подключение нагрузки и изъятие компонентов из конструкции
- Специфичные параметры антенн и FSS:
- RCS;
- кросс-поляризация и взаимная поляризация;
- усиление и мощность;
- коэффициент эллиптичности и направленность.
Рис. 6 - DesignerRF PlanarEM производит 3D-анализ электромагнитного поля и моделирование линейных цепей
Преимущества ANSYS
Средства численного моделирования компании ANSYS, не имеющие аналогов по функциональности и глубине проработки инженерных решений, позволяют компаниям, использующим ее продукты, воплощать свои передовые идеи в работающих изделиях и инновационных проектах. Сегодня практически все компании, входящие в первую сотню компаний «FORTUNE Global 500», делают инвестиции в использование численного моделирования для инженерных приложений, считая это ключевым направлением, которое может обеспечить победу в глобальной конкуренции. И они выбирают ANSYS