射频技术在日常生活中随处可见

由格雷格·柯蒂斯和玉玲林

创新无处不在我们身边。从高性能计算、通信、自动驾驶和物联网(图1),每一部分设计创新已经导致了快速增加。这个创新尤其适用于通信、射频(RF)技术是在日常生活中随处可见。射频技术的许多方面是至关重要的现代电子是纳入几乎所有传送或接收无线电波在整个射频频谱(3千赫至300兆赫),包括手机、收音机、蓝牙、无线和5 g应用程序。为了正确地验证这些设计在硅制造、专业射频分析需要结合时域方法,拍摄牛顿(SN)和频域方法、谐波平衡(HB),准确预测硅的行为。

图1:模拟、射频和混合信号的应用

纳米电路射频验证的挑战
虽然有很多好处迁移到更小的几何图形的过程,如低权力和更高的性能、射频设计师使用纳米CMOS技术必须与不断增长的设计复杂性,如减少电压水平,导致电路非线性问题和设备噪声的影响。

设计复杂性的一个因素是寄生电阻和电容的显著增加。正因为如此,简单的模拟方案设计不包含布局的影响引入了巨大的风险,因为它不再代表一个精确的模拟模型的设计,从而导致布线后仿真的越来越大的挑战。

这些设计复杂性要求设计师采用数字校正和补偿技术和从初始设计阶段将布局优化性能和功耗。因此,需要一个全面的验证计划包括流程不匹配,电压,和温度变化,以及包含全面的布局效果和射频分析能力,频率和调优,tape-out之前最后的设计结果。

为了克服设计射频电路设计和验证的挑战,出现了两种分析方法对现代射频模拟器引擎来验证线性电路,噪音,并获得。一个是建立在时域(Shooting-Newton)和其他基于频域(谐波平衡)。具体的有针对性的应用程序的每个方法是最优的。Shooting-Newton方法是适用于所有周期电路,特别是电路与急剧的转变。谐波平衡方法最适用于电路表现出线性适度非线性失真,需要高数值动态范围,使用频域模型,如列表的参数。

多频模拟典型设计现代时收发器(图2),两个或两个以上的周期信号在音调频率刺激无关的应用电路。这些模拟挑战来处理在时域由于窄间距和语气非常耗时最小时间步长必须符合最高的频率。谐波平衡分析是可行和实用的模拟电路与多个输入频率。当频谱稀疏,多频谐波平衡仿真速度更快,需要更少的内存,提高了精度,相对于时域方法。多频模拟运行时可以受几个因素的影响,如电路规模和数量的音调。作为一个例子,从单音模拟一种名为模拟精确确定互调失真的影响,如2所示^nd和3^{理查德·道金斯}订单即时通讯产品(IM2和IM3),设计师必须增加互调的数量条款,以确保准确性可以导致增加9 x的仿真时间,和在某些情况下,使设计的布线后的版本只使用最先进的仿真引擎时实际解决多线程和模型评价的最新进展。特别是finFET设计最先进的节点。

图2:现代收发器

纳米电路射频验证平台
模拟FastSPICE (AFS)提供了一个射击牛顿以及对单频、多频谐波平衡引擎HB,噪音(HBNOISE), AC (HBAC)、稳定性(HBSTB)散射参数(HBSP)和传递函数(HBXF)分析。优越的精度和性能的线性和近似线性电路,AFS解决谐波平衡进一步优化性能和通过自动化智能算法收敛,没有妥协的准确性。

AFS谐波平衡分析可以作为模拟FastSPICE平台的一部分,在不增加成本的现有客户。AFS平台由世界领先的铸造厂foundry-certified准确,实现纳米香料精度> 5倍的速度比传统的香料和> 2 x速度比平行香料模拟器。最近宣布的模拟FastSPICE极端纳米技术验证的大型,布线后的设计,一个额外的10倍的性能提升可能比上一代。

AFS平台提供了超过50 m元素能力和最快的混合信号仿真与交响乐。silicon-accurate表征,AFS平台包括行业唯一的综合性全方位设备噪声分析和集成了Solido变异设计师提供完整variation-aware设计覆盖数量级减少模拟,但是蛮力技术的准确性。

纳米射频电路设计需要大量的清洁工,角落,蒙特卡罗分析。AFS HB利用多线程能力额外的加速性能和单一的核心业务。AFS平台集成与Solido变异设计师应对变化的结果有效地全面的角落。它允许一个更有效的验证提供准确性较低数量的模拟在所有环境,减少射频仿真的复杂性。

最近基准比较重要的射频指标如第二个和第三个订单拦截(IP2和IP3), 1 db压缩点(P1dB), AFS HB能够满足严格的精度要求和提供一个模拟的性能改进相比其他商用解决方案类似的精度设置流程节点从65纳米到7海里流程节点。AFS HB显示平均速度快2.6倍的布线后的设计(图3)和pre-layout设计快1.8倍。一些最具挑战性的布线后的模拟多个基调,AFS HB收敛是唯一的解决方案,并提供准确的结果。

图3:AFS HB模拟加速

总结
高性能计算复杂性的增加,通信,自动驾驶,和物联网、设计创新是在以更快的速度增加。这是特别是在射频(RF)通信技术是随处可见。射频技术的许多方面是至关重要的现代电子产品。为了正确地验证这些设计硅之前,专业射频分析需要准确预测硅的行为。

射频,挑战纳米模拟和混合信号电路验证模拟FastSPICE平台提供最准确、全面和性能最高的验证功能可以在一个单一可执行文件的平台,是世界领先的铸造厂铸造认证准确的最先进的几何图形的过程,解决射频技术在日常生活中随处可见。

玉玲林是一个导师的解决方案架构师,西门子业务。