デジタル・システムの信号/電力品質

小型で高データレートの高速電子系には、干渉や騒音のリスクが低く、信号品質(SI: シグナル・インテグリティ)と電力品質(PI: パワー・インテグリティ)が高いことが求められます。データレートの増加に伴い、信号周波数は増加します。信号の伝わり方は標準的な回路電流よりも高周波電磁波の性質に近くなり、信号品質の問題を引き起こします。高速電子系の挙動は回路シミュレーションでは把握できません。高性能プリント基板の設計解析に向けてこれらの電磁場を完全にモデリングできる、フルウェーブの 3D アプローチが必要です。

バーチャル・ツインを使ったバーチャル SI/PI 試験

「バーチャル・ツイン」アプローチでは、シミュレーション環境で物理試験を再現できるため、SI と PI のエンジニアは最初から適切な設計ができます。バーチャル・ツインは、一つのパッケージにすべての関連データを含む、忠実性の高いシステム・モデルです。IR ドロップ、アイ・ダイアグラム、バスタブ・プロットなどの一般的な SI/PI 試験を仮想空間で再現できるほか、放射測定やバルク電流注入(BCI)などの電磁両立性(EMC)試験をセットアップできます。

信頼できるバーチャル・ツインには、正確なモデルが必要です。SIMULIA では、実在する特許基板の特性が保存された材料データベースにアクセスできるほか、周波数依存特性などのさまざまな材料特性モデルを使って、測定データからカスタム材料を作成できます。

シグナル・インテグリティ、パワー・インテグリティ、EMC の解析

CST Studio Suite の電磁界シミュレーション・ツールは、業界標準の ECAD ツールや MCAD ツールを使って EDA ワークフローに組み込むことができます。電子機器のエンジニアは、レイアウト前、レイアウト中、レイアウト後と、設計サイクルのあらゆるフェーズで、シグナル・インテグリティやパワー・インテグリティの問題や EMC に関する懸念点を解析できます。

PCB、IC、ケーブルのシグナル・インテグリティ

専門に特化した各種ツールには、集積回路(IC)パッケージ、プリント基板(PCB)、ケーブルの解析に必要な設計ルールチェッカーとソルバーが含まれています。汎用 3D ソルバーは、基板と素子のすべてをまとめてシミュレートできます。IdEM の広帯域マクロモデリングテクノロジーにより、3D 電磁界シミュレーションから SPICE モデルを抽出できます。共役熱伝導(CHT)シミュレーションを電磁界シミュレーションに結合することで、電子系の熱性能の解析や冷却系の設計が可能になります。

EDA における電磁界シミュレーション

シグナル・インテグリティ解析
パワー・インテグリティ解析
広帯域マクロモデリング

シグナル・インテグリティ解析

シグナル・インテグリティ(SI)とは、伝送路を通過するデータの品質を維持し、アナログ信号から 1 と 0 のデジタル・パターンを確実に復元できるようにすることです。そのための重要指標となるのが、多数の乱数ビットがオシロスコープ上につくりだすアイ・ダイアグラムです。重要な現象としては、ジッターや損失のほか、クロストーク(伝送路間の干渉)や符号間干渉(連続ビット間の干渉)など、信号源からのノイズがあります。