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随着5G通信、物联网、自动驾驶等新兴技术的蓬勃发展,电子设备的复杂度不断增加。一方面,芯片集成度、高速传输技术、PCB工艺技术的不断演进,使得电子系统功能设计与互连定义变得日趋复杂,原理图设计成为系统功能与逻辑设计的重要环节;另一方面,电子产品的复杂度不断发展,对更高性能、更大规模、更可靠的PCB设计需求不断增加。设计工程师不得不应对日益复杂的电路布局,更紧迫的交付时间与更频繁的产品迭代。这无疑对EDA软件的开发者提出了更高要求。
面对这一情况,上海合见工业软件集团有限公司(以下简称合见工软)日前推出具有自主知识产权的系统级EDA平台UniVista Archer。其中,Archer PCB是一款PCB板级EDA产品,可以支持复杂大规模电路板设计,Archer Schematic则是板级系统电路设计的原理工具。两者均采用全新的先进数据架构,大幅提升产品性能,可以解决高速、多层PCB设计中带来的设计与仿真挑战,满足日益复杂的电子系统设计需求。
与此同时,UniVista Archer还可与合见工软此前推出的UniVista EDMPro等EDA产品进行有效协同,共同构建了合见工软“元器件库+数据管理+流程管理+设计工具”的电子系统级的EDA解决方案,助力技术创新与产业升级。
近日,EDICON跨越中国2024-成都会议召开。这是国内微波射频领域的重要活动之一。合见工软系统级EDA市场产品总监戴维分享了题为“合见工软系统级EDA在射频及微波设计中的应用”的演讲,以射频及微波器件的设计为例,阐述了合见工软在系统级EDA领域的布局。

▲合见工软系统级EDA市场产品总监戴维
系统级设计成重要发展趋势
射频及微波器件作为无线通信设备的核心部件,负责信号的发射、接收、放大、滤波、调制解调等功能。在5G通信、物联网、自动驾驶等新兴技术的蓬勃发展的大背景下,它的设计亦需从系统角度出发,如此方能把握全面、高效、精准的要求,确保通信信号的稳定传输和高效处理。这无疑会对EDA软件的开发者提出更严苛的要求,从PCB板级出发,对芯片设计方法与流程进行更新换代,系统设计成为重要的发展趋势。

根据戴维的介绍,当前进行射频微波电路PCB板级设计时复杂度越来越高,涉及材料选择及叠层设计、布局与布线复杂性、复杂铜皮的处理及修改、仿真与测试等多方面的挑战。
在材料选择及叠层设计方面
由于射频信号对介质损耗和介电常数极为敏感,设计师必须精心挑选合适的基板材料,并合理规划叠层结构,以确保信号传输的完整性和效率。这一过程不仅要考虑材料的电气性能,还要兼顾其机械特性和成本因素,使得设计变得极为复杂。
在布局与布线方面
射频微波电路对走线的精度要求极高,任何微小的误差都可能导致信号失真或干扰。设计师需要在有限的空间内,巧妙地安排各组件的位置,并采用精确的布线策略,以最小化传输线效应和电磁干扰。这种对细节的关注极大地增加了设计的复杂性和难度。
在复杂铜皮的处理及修改方面
射频电路中,铜皮不仅用于导电,还常常作为接地层或屏蔽层来减少干扰。然而,随着设计频率的提高,铜皮的形状、尺寸和分布都会对电路性能产生显著影响。因此,设计师需要对铜皮进行精细的处理和优化,这包括精确的切割、形状调整以及与其他元件的协调配合,这些操作都极为烦琐且容易出错。
在仿真与测试方面
仿真与测试是射频微波电路设计中不可或缺的一环。由于射频信号的特殊性,设计完成后必须通过精确的仿真来预测电路性能,并通过实际测试来验证仿真结果的准确性。这一过程不仅要求设计师具备深厚的电磁场理论基础和仿真软件操作技能,还需要配备高精度的测试设备和专业的测试环境,进一步加剧了设计的复杂度。
UniVista Archer对PCB板级设计形成有效支撑
这种来自多个方面的复杂度挑战,正需要设计工程师采用系统级EDA工具辅助加以应对。合见工软系统级EDA平台的高效数据协同管理、高性能的软件响应及价格、高可靠性、稳定性,可显著提高设计效率,缩短设计周期,降低设计成本,并支持复杂系统的设计、生产和验证。

根据戴维的介绍,合见工软日前推出的UniVista Archer平台,Archer PCB可以支持复杂大规模电路板设计,支持在统一的设计环境中完成从原理图网表导入到光绘等生产数据输出的全流程。设计工程师在进行RF设计时,经常会用到Super Copy、铜皮的布尔运算、铜皮的高效编辑、第三方数据导入、设计的实时图形捕捉、设计输出等功能。而Archer PCB具备完整的PCB设计Flow界面,支持历史数据导入,准确丰富的生产数据输出,具备较低的工具转换学习成本,支持中文输入及中文菜单,支持客制化菜单及图标,支持Window&Linux系统等优势,可对RF设计进行有效支持。
戴维现场展示了在射频的PCB层面进行设计时,Archer PCB的部分功能,其高效快速的铺铜设计可有效完成动态铜皮设置,简单灵活的走线设计可实现交互式布线,丰富的规则约束和严谨的DRC检查可有效约束管理器及进行DRC交互。

Archer Schematic是一款板级系统电路设计的原理工具产品,同样具备完整的原理图设计Flow界面,支持历史设计数据导入,支持版本管理及协同设计,支持可配置BOM&网表输出,支持CIS&EDA库选型模式,支持Window&Linux系统,可以对用户设计进行有效支撑。在进行射频微波电路设计中,往往需要用到自动网络连接,网络修改,灵活的位号分配,原理图规则检查,BOM&SCH生成,网络短接提醒等。Archer Schematic对这些需求可以完全满足。
有效协同共同构建电子系统级EDA解决方案
戴维强调,UniVista Archer是合见工软系统级EDA的重要平台产品,其中Archer PCB和Archer Schematic,并非各自独立存在,而是设计交互,相互协同。在射频微波电路领域之外,UniVista Archer还在存储、通信、网络设备、移动终端等领域的头部企业中成功进行部署应用。
另外,合见工软此前亦发布多款系统级EDA产品,如去年10月宣布推出的新一代电子系统研发管理平台UniVista EDMPro。与前一代相比,其在多个组件上进行了技术创新与迭代,具备规则的自定义、多线程检查等能力,从而提升了规则执行效率,支持多场景、多设计高效切换等。而UniVista Archer平台亦可有效与UniVista EDMPro等进行协同,共同构建了合见工软“元器件库+数据管理+流程管理+设计工具”的电子系统级的EDA解决方案。

戴维还介绍了国内头部通信公司采用合见工软系统级EDA的一个设计应用案例。整个产品的设计规模为Pin(2703)、Part(761)、Net(912)、Layer(12层)、Size(418 X 120 mm),信号种类包括PCIE、SGMII、LB address/data。采用UniVista Archer平台工具,8个工作日就完成了全部工作,验证结果证明完成了实际设计全流程功能。
UniVista Archer的优良性能,也获得用户好评。在某头部存储公司的反馈中称:完成多款PCB设计数据验证,结果优秀;完成多款PCB设计导入后的生产数据输出,结果优秀;达成客户公司国产化KPI指标的国产EDA产品;完成合见工具量产设计验证——设计、生产、贴装、测试;设计质量、效率满足需求。
在电子系统越来越复杂的当下,合见工软公司凭借其深厚的EDA技术积累,所推出的UniVista Archer(Archer Schematic和Archer PCB)等系统级EDA产品,正逐步成为大规模PCB设计领域不可或缺的重要工具,助力设计工程师克服挑战,推动技术创新与产业升级。
关于合见工软
上海合见工业软件集团有限公司(简称“合见工软”)作为自主创新的高性能工业软件及解决方案提供商,以EDA(电子设计自动化,Electronic Design Automation)领域为首先突破方向,致力于帮助半导体芯片企业解决在创新与发展过程中所面临的严峻挑战和关键问题,并成为他们值得信赖的合作伙伴。
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