Analog

Analyse des signaux analogiques et mixtes : les avantages du cloud dans la simulation analogique

on 29 avril 2019

La simulation des circuits électroniques par l’analyse des signaux analogiques et mixtes est un outil crucial pour compléter de manière efficace la conception d’un circuit imprimé. Cette dernière permet en effet d’évaluer rapidement les variations conceptuelles relatives aux composants, à l’alimentation et à la température, en simulant toutes les fonctionnalités qui puissent se vérifier. Le problème majeur est toujours celui d’obtenir un « jumeau digital » (digital twin) à chaque phase du projet, le plus proche possible de ce que sera le produit final. Cela permet non seulement de prévenir d’éventuels problèmes dans l’usage réel du produit, mais aussi de limiter la création de prototypes physiques en ayant recours au prototypage virtuel.

La solution aux défis de création du produit électronique associés aux circuits à signaux analogiques et mixtes requiert un environnement de simulation et de prototypage virtuel représentant de manière précise aussi bien ses éléments électroniques que mécaniques. La technologie de simulation PADS Analog/Mixed-Signal (AMS) supporte le développement des modèles avec des fonctionnalités complètes dans les formats SPICE et VHDL-AMS et représente aujourd’hui l’une des solutions les plus performantes qu’offre le marché. Grâce à l’association des instruments de bureau et du cloud, la PADS AMS Design Suite offre un environnement de prototypage virtuel permettant de s’adapter aux exigences telles que la rapidité et la facilité d’utilisation tout en ayant des critères strictes tels que la fiabilité.

Pourquoi la technologie cloud est utile pour l’analyse des signaux ?

De nos jours la grande majorité des projets de produits électroniques incluent des composants à signaux mixtes ou à technologie mixte, qui doivent être implantés et vérifiés dans le contexte d’un produit ou d’un système plus vaste. Ceci exige souvent de travailler dans un environnement collaboratif et demande la contribution de plusieurs équipes de travail. PADS AMS Cloud est une réponse efficace, étant un environnement de simulation basé sur le cloud et sur l’importance de la communauté, il permet l’exploration à distance du circuit électronique. Disponible pour tous les utilisateurs de PADS, une telle solution constitue une aide précieuse aux concepteurs, et est caractérisée par sa vitesse et sa simplicité d’utilisation.

Comment fonctionne le PADS AMS cloud ?

À la différence des instruments traditionnels pour la simulation des circuits, il est facile avec le PADS AMS Cloud de combiner n’importe quel modèle électronique comme l’analogique ou le digital, avec :

  • Des modèles conceptuels, comme des fonctions de transfert ou des ensembles basés sur les mathématiques.
  • Des modèles de capteurs ou de déclencheurs, comme les capteurs de contrôle de mouvements ou de
  • Des modèles basés sur les effets réels, comme les dynamiques d’un chargement mécanique.

Avec la puissance et la flexibilité des dispositifs basés sur les signaux analogiques mixtes VHDL et la modélisation, l’électronique d’un circuit, tout comme les éléments électromagnétiques, peuvent être représentés de façon précise dans le contexte d’un système plus vaste afin d’explorer des concepts, définir des paramètres et vérifier des résultats.

La visualisation des formes d’ondes et l’analyse des résultats d’une simulation s’avère tout aussi intuitifs avec les sondes et les formes d’onde. Les sondes peuvent être positionnées directement sur un composant pour, par exemple, visualiser le courant, la température ou encore la tension d’une résistance.

En définitive, de l’analyse à la réalisation, la solution PADS AMS Cloud pour les signaux mixtes basée sur la combinaison du cloud et du bureau, offre des fonctions de conception, de simulation et d’analyse qui aident les concepteurs à créer un produit électronique plus rapidement et plus facilement. Dans le même temps, la fiabilité, la performance et la pleine réalisation des projets de conception sont garanties.

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Un schéma d’exemple du PADS AMS Cloud (cliquer pour agrandir)

Électronique analogique et électronique digitale

Pour conclure, il peut être utile de fournir quelques explications supplémentaires sur la distinction entre électronique analogique et électronique digitale. Pour cela il est intéressant de citer Christian Falconi et Arnoldo D’Amico, tous deux professeurs à l’université Tor Vergata de Rome, dans le cadre de leur cours sur l’électronique analogique à basse tension.

« D’un point de vue « physique » la distinction entre l’électronique analogique et digitale est arbitraire étant donné que dans n’importe quel circuit électronique les tensions et les courants acquièrent des valeurs continues (à proprement parler, même si la charge électrique est « quantifiée », le courant électrique ne l’est pas, car le temps est une variable continue).

Néanmoins, conformément à la pratique courante, on classifie en adoptant d’un point de vue « systématique », certains circuits comme « digitaux » et d’autres comme « analogiques ». Cette classification est utile pour indiquer, synthétiquement, le type de signal d’entrée et de sortie d’un circuit, mais il est opportun d’en souligner les limites.

Aujourd’hui, beaucoup de systèmes ne peuvent être considérés, à proprement parlé, ni analogiques, ni digitaux. Mis à part les exemples classiques (convertisseurs ADC et DAC, systèmes utilisant des techniques de type « sigma-delta »,…) dans lesquels doivent nécessairement coexister signaux analogiques et digitaux, à l’heure actuelle même dans les projets des systèmes digitaux « par excellence » (mémoires, microprocesseurs,…) il est nécessaire d’avoir des connaissances approfondies de l’électronique analogique (il faut prendre en considération les parasites, les interférences,…), à tel point que, comme il se dit, « high-speed digital design is analog design ».

De la même façon, même les systèmes analogiques « par excellence » doivent aujourd’hui contenir des systèmes digitaux (comme c’est le cas des « smart sensors »).

En conclusion, les circuits analogiques et digitaux ne sont pas deux catégories de circuits en concurrence, mais simplement deux catégories de circuits « complémentaires », le concepteur de systèmes électroniques doit être capable d’exploiter les techniques analogiques, digitales ou mixtes. »

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Analyse de l’Intégrité de Signal et de l’Intégrité de Puissance : ce qui rend la technologie d’HyperLynx imbattable

on 31 mai 2017

Que ceux qui pensent pouvoir se passer de l’analyse de l’intégrité de Signal et de Puissance lèvent la main ! Il faut bien l’admettre : bien que n’étant pas toujours à la portée du concepteur, cette analyse constitue désormais un aspect essentiel de la conception électronique. Pas moyen d’y échapper : les concepteurs numériques doivent sauter le pas, pour être en mesure d’affronter les complexités propres à celles du domaine RF ou micro-ondes. Les concepteurs sont aujourd’hui amenés à s’approprier de nouvelles technologies telles que le COM (channel operating margin), la PAM4 (pulse amplitude modulation con 4 stati) ou le RAM de type HMC (hybrid memory cube). Vous maîtriser ces technologies ? Soyez honnêtes ! Pour permettre aux concepteurs électroniques de relever ces défis, HyperLynx SI/PI intègre dans un environnement unique l’analyse de l’Intégrité de Signal et de Puissance, le 3D-electromagnetic solving et un contrôle rapide DRC. Avec un assortiment aussi complet de technologies dédiées à l’analyse, les concepteurs peuvent concevoir n’importe quel circuit imprimé numérique haute vitesse.

Un environnement intégré unique pour IS, IP, 3D et DRC

Le fait de pouvoir disposer de tous les instruments nécessaires au sein d’une seule et même interface graphique, représente un véritable coup de pouce pour le travail des concepteurs. Les professionnels ou entreprises sont amenés à affronter des projets souvent hétérogènes de par leurs dimensions, leur nombre de couches, leur densité, leur vitesse de signal et autres facteurs. La réaction typique est celle de s’équiper de différents outils, qui, même s’ils proviennent d’un même fabricant, demandent de changer d’application et de travailler dans un environnement différent, lorsqu’il s’agit par exemple de passer de l’Intégrité de Signal à l’Intégrité de Puissance ou au 3D. Avec HyperLynx, l’expérience d’utilisation est radicalement différente. On peut passer d’un type d’analyse à un autre en quelques minutes seulement. Le résultat est une efficacité accrue, car les tâches sont exécutées par des moteurs de simulation et des algorithmes très puissants. On obtient ainsi une modélisation très détaillée des couplages, tandis que les nets “agressifs” peuvent être identifiés plus rapidement même dans les bases de données les plus importantes. Un exemple très parlant des possibilités offertes par ce type d’approche est celui de la technologie SERDES, qui a considérablement augmenté les fréquences utilisées dans le domaine numérique. Pour relever ce défi, HyperLynx est équipé de solveurs électromagnétiques (EM) avancés, qui incluent le 3D pleine onde. La figure suivante illustre les effets de l’augmentation des données et des fréquences dans un canal SERDES réel.

L’image ci-dessous, tirée de l’assistant de WyperLynx pour l’analyse DDRx, donne un autre exemple de la facilité d’utilisation de cet outil prodigieux. L’assistant “interroge” l’utilisateur sur une interface DDRx. Une fois qu’il a reçu les informations, l’assistant lance automatiquement des milliers de simulations, effectue toutes les mesures de timing et d’Intégrité de Signal, enregistre les formes d’onde détaillées et enfin, présente les résultats pass/fail pour l’ensemble de l’interface.

En matière de présentation des résultats, parmi les caractéristiques qui font d’HyperLynx un outil unique, on peut citer le système de reporting, qui simplifie considérablement la documentation de projet. En voici un exemple dans la figure ci-dessous.

Ce que les utilisateurs apprécient le plus avec HyperLynx, c’est sa capacité à identifier de façon proactive les parties d’un projet nécessitant une analyse détaillée, analyse qui est effectuée extrêmement rapidement. Cela est rendu possible par l’intégration du puissant moteur DRC d’HyperLynx directement au sein de l’environnement IS/IP. Bref, force est de constater que l’HyperLynx d’autrefois, qui permettait une « IS facile et rapide » a considérablement évolué au fil des années. HyperLynx offre aujourd’hui une riche palette de prestations haute performance, en mesure de satisfaire toutes les exigences en matière d’Intégrité de Signal, d’Intégrité de Puissance, de SERDES et d’analyse électromagnétique 3D. Pour en savoir plus, nous vous invitons à télécharger le guide de Mentor, riche en exemples à ce sujet.

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An Introduction to HyperLynx SI/PI Technology

Grâce à ce guide de Mentor, vous saurez tout sur les caractéristiques technologiques qui font d’HyperLynx un outil indispensable pour différents types d’analyses, intégrées dans un environnement unique.

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