所涉及的高频率和数据率5 g设计使布局验证更重要。
凯伦周润发和萨尔玛艾哈迈德Elhenedy
我们正在迅速接近未来5 g电信将成为常态。提高数据传输速度和带宽,5 g有可能改变我们的生活方式。但这对于普通人而言意味着什么呢?
想到手机,。你不只是用你的手机打电话或发短信了你上网冲浪,和社交媒体的应用,看电影,听音乐播放列表,写博客,把和编辑视频你的名字!和你做所有这些事情无论你在哪里,不受有线网络。所有这些不同类型的连接需要不同数量的数据,和5 g将能够处理所有的更迅速和有效率。
5 g提供1 Gbps的下载速度,这是十倍的速度比目前的4 g LTE网络。这个速度允许企业快速传输大文件,和消费者下载视频和音乐在几秒钟内。此外,5 g提供了更低的延迟,或者时间发送请求后设备接收数据。这可以有利于游戏和虚拟现实等实时应用程序。5 g网络可以处理与最小数量的大量增加交通拥堵和停机时间,部分是由于其灵活的网络体系结构,使更好地利用现有的细胞和无线频率。对于消费者来说,这意味着更少的电话掉线,更少的情况下,视频冻结或流缓慢,当下载大文件和更少的延迟。
5 g的一个领域将产生重大影响的物联网(物联网)。物联网是一个网络的物理设备,汽车,家电和其他物品,连接到互联网,可以收集和交换数据。当你的车发送你电子邮件告诉你是时候换油,或者你的腕带告诉你移动,这就是物联网。当然,物联网也增长的支柱基础设施等“智能”城市,远程医疗设备监控和操作,相互联系的交通管理系统,还有更多,更多。
可能性是无限的,我们只是刚开始触及到问题的表面5 g可以提供什么。更多的设备可以连接到5 g网络而不影响性能,允许一个更大范围的应用程序和使用。应用程序已经在开发包括增强虚拟现实体验,提高数据安全通过区块链技术,和互联网连接在飞机上和在农村地区,等等。最终,5 g有可能在很多方面改变我们的世界,无论大小。5克承诺将彻底改变我们使用技术的方式通过大幅增加我们的连接和为企业和消费者提供更好的整体体验。
当然,任何电子系统的核心是集成电路(ic),实际执行的任务。5克如何影响IC设计公司/半导体行业,为什么问题难解决,解决方案需要提供什么是有效的吗?
5克的出现是创建一个主要影响设计和制造芯片的半导体公司。由需求更快的数据传输速度和提高网络可靠性,先进的技术,如5 g导致新的市场需求的功耗和性能水平。因此,公司必须不断地升级他们的产品保持竞争力。同时,5 g也是推动创新的设计和制造过程本身。工程师们不断寻找方法来创建更小、更快,更复杂的集成电路来满足5 g网络的要求。最终,这些趋势施压个人IC设计公司以及整个半导体行业。虽然可能会有挑战,也有巨大的机会对于那些愿意接受改变,适应现代科技的不断变化的景观。
当然,一些质疑5 g技术实际上是普通消费者所必需的。尽管毫无疑问,5 g将帮助企业和其他组织,需要高水平的网络性能,一般人需要下载数据以千兆速度或即时访问低延迟服务?然而,新的因素,是几年前不可预见的影响这个问题的答案。例如,最近的全球大流行,迫使许多员工远程工作立即开车需要更快,更可靠的连接能够处理数量激增的网络计算现在需要来维持企业的日常活动。以前从未下载电影的人突然想下载和交换文件使用他们的家庭网络与世界各地的同事。和其他谁知道“不可预测的”因素在未来可能会出现吗?
5 g技术仍处于初期阶段,但它可能会在几年前的完全实现。与此同时,虽然有挑战和障碍需要克服,很明显,给它提供的好处,5克将会是一个未来的沟通策略和技术的重要组成部分。
布局验证任何芯片设计过程是一个至关重要的一步。此验证过程可以确保设计符合所有的物理实现物理铸造的生产需求,通常称为设计规则。布局优化的概率验证是至关重要的芯片将达到或超过其产量和性能目标。通过验证物理布局之前发送给生产、设计公司可以吸引任何问题在早期,避免昂贵的re-spins稍后在制造过程中。从减少芯片缺陷减少损失的风险,布局验证是至关重要的,以确保顺利和成功的生产周期。
虽然5克还在开发中,它已经表明,这些芯片的复杂性为IC设计师创造了重大挑战。所涉及的高频率和数据率意味着有更多的变量来考虑,并确保所有这些碎片一起完美地将不是一件容易的事。
ICs是任何电子设备的构建块,他们在支持5 g网络起到至关重要的作用。5 g ic必须能够处理更多的数据比他们的前辈们,以及支持更高频率。为了满足这些需求,5 g ICs包含多种操作模块:
虽然这些块类型都是新的,每一块类型必须仔细设计函数在高5 g网络所需的数据传输速度。此外,5 g ic必须能够迅速散热,防止损坏电路,和他们必须高度有效的减少电池消耗。5 g技术的成功实施取决于高效的集成电路的发展,可以满足下一代网络的苛刻要求。
寄生提取(PEX) 5 g ic解决方案必须能够准确模型的高频信号参与5 g网络、传输以及处理大量的数据对这些网络。它还必须易于使用,所以它可以被纳入设计和验证过程影响最小。作为一个例子,我们来看看如何西门子Calibre xACT平台可以专门定制的集成电路设计师致力于下一代网络技术的需求。
Calibre xACT平台是用来精确地提取寄生现象从不同的电路类型,包括5 g芯片。更准确的PEX允许更精确的电路模拟,导致更好的理解如何5 g芯片会功能。Calibre xACT电路模拟让设计师5 g芯片验证正确的操作在部署之前,这是一个关键因素确保5 g网络将执行正确,没有中断。
在高频寄生电感是一个重要的性能因素,因为它影响电路中流动的电流。在较低频率,电路的寄生电感可以安全地忽略。然而,在更高的频率,寄生电感可以达到的水平,对电路的整体性能产生巨大的影响。特别是5 g芯片,它比传统的电路工作在更高的频率。
Calibre xL工具准确提取电路的寄生电感,使精确的电路仿真,使得模型和模拟其性能,允许工程师理解和评估其5 g芯片设计的行为。
一个关键的组件中使用许多模拟/射频设计应用程序,包括那些有关5 g技术,是电容器。具体来说,metal-insulator-metal (MIM)和metal-oxide-metal (MOM)电容器中很受欢迎的选择5 g IC设计师由于其高容量密度和对称的板设计需要满足设计规范。由于这些优势,MIM /妈妈电容器可以有效地在各种语境下的使用,允许工程师实现最优性能即使在苛刻的条件下,比如5 g网络中找到。
然而,大量使用MIM /妈妈电容器可以呈现出数量的PEX挑战,造成灵敏度过程变化影响电容的精度。金属和介质层厚度,例如,可以对MIM /妈妈电容器性能产生巨大的影响。为了克服这些挑战,工程师必须认真选择材料和制造过程,减少过程变化的影响。此外,他们必须设计全面的测试和表征计划以确保最终的电路满足所有规格。仔细的规划和执行,MIM /妈妈电容器可以提供所需的高性能功能5 g的设计。
Calibre xACT 3 d领域解算器是一个有价值的工具,用于理解和建模高频设计,包括设计的MIM /妈妈电容器。准确地模拟这些电容的寄生,口径xACT 3 d技术帮助工程师确保他们5 g芯片设计满足所有性能需求。快速现场解决技术和高精度的计算,Calibre xACT 3 d工具生成精确的网表,准备模拟。
Calibre xACT平台结合Calibre xACT 3 d和口径xL技术,使用先进的算法来计算寄生电阻,电容,电感在一个集成电路布局。你是否正在处理一个复杂multi-chip设计或一个简单的电路,口径xACT 3 d与口径xL可以精确模型的布局可以帮助设计师解决任何潜在问题,减少不必要的寄生在最终的产品。
让设计师与仿真结果在图形视图和交互环境,口径交互式界面使您能够轻松调用Calibre PEX工具来识别和排除任何潜在PEX问题设计。Calibre RVE寄生结果浏览器允许设计师电容值以使用任何标题类别,这样他们可以更容易地理解寄生在你的电路性能的影响。例如,设计师可以按照总电容网络名称或按字母顺序排序。在图1中,结果是按总电容值,所以网最大的Ctotal顶部列出。设计师可以扩大净看个人寄生的布局。
图1:口径RVE寄生结果浏览器允许设计师排序结果的任何标题。
Calibre RVE界面中,设计师也可以突出原始布局组件,并强调净在最初的示意图。图2显示了一个耦合电容器高亮显示。
图2:使用Calibre RVE接口,设计师可以突出显示所选组件在原始布局和原始的示意图。
5克的世界设计是一个复杂和不断发展,新出现的挑战和机遇。在竞争中保持领先,创造设计,可以处理5 g网络的高需求,设计团队必须了解5 g IC设计的需求,他们需要的工具来有效地评估和解决设计问题。PEX可以显著的性能因素高容量、高性能、低功耗5 g IC设计。发现和准确地解决PEX效果5 g IC市场成功的设计是一个重要的组成部分。功能齐全的PEX工具,提供多个提取技术来精确地提取和模型高频设计不仅可以确保5 g IC设计进入市场,但执行作为产品的整个生命周期的设计。
相关论文:
寄生提取5 g IC设计的挑战和解决方案
萨尔玛Ahmed Elhenedy是产品工程师口径设计解决方案集团西门子数码行业,专注于寄生提取创新和优化。Elhenedy收到她的电子和通信工程科学学士学位在开罗Ain Shams大学。
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