Weitere Unterstützung für High Speed-Designfunktionen durch die Partnerschaft von Altium und Simberian

Altium wünscht Ihnen ein Frohes Neues Jahr! In unserem ersten Artikel des Jahres sprechen wir mit Roger Paje, Vice President of Sales and Marketing bei Simberian, über unsere kürzlich geschlossene formale Partnerschaft und darüber, wie die hochpräzise Field-Solver-Technologie dazu beiträgt, neue High Speed-Designfunktionen in Lagenaufbau, Impedanz und Oberflächenrauhigkeitsmodellierung in Altium Designer einzuführen. Die ersten Verbesserungen wurden bereits in Altium Designer 19 integriert, nun in Altium Designer 20 erweitert und befinden sich auch gegenwärtig noch in der Entwicklung - Sie können sich also auch in der Zukunft auf weitere Verbesserungen freuen.

Judy Warner: Roger, erzählen Sie uns bitte von Simberian und Ihrer Rolle innerhalb des Unternehmens

Roger Paje: Simberian entwickelt elektromagnetische Simulationssoftware für die Analyse der Signalintegrität von Leiterplattenstrukturen und -platinen. Unsere Mission ist es, Entwicklern genaue Ergebnisse zu liefern, die durch reale Messungen mit unseren Technologiepartnern validiert werden. Meine Rolle als VP für Vertrieb und Marketing umfasst die Arbeit mit Kunden wie auch mit der Signalintegritäts-Community, um Software zu entwickeln, mit der sie ihre Designs überprüfen können, damit sie schon beim ersten Mal funktionieren.

Warner: Vor kurzem haben Altium und Simberian eine formale Partnerschaft angekündigt. Was bedeutet dies für die Unterstützung der PCB-Designer in Altium Designer jetzt und in Zukunft?

Paje: Die Partnerschaft zwischen Altium und Simberian hat einen einzigen Schwerpunkt: Sie ermöglicht einem breiteren Publikum von Entwicklern, genaue Analysen der Signalintegrität zu erstellen. Dies wird mithilfe von Technologien wie PCIe Gen 4/5 und DDR4 forciert. Designs, bei denen diese neuen Standards zum Einsatz kommen, weisen hohe Geschwindigkeiten für serielle Kanäle auf. Im Fall von PCIe Gen 4 werden beispielsweise einzelne serielle Kanäle mit 15,75 Gbit / s betrieben. Dies sind bedeutende Geschwindigkeitsstufen. Es wird nicht einfach sein, Ihr Gen3-Design auf Gen4 zu portieren. Dazu ist eine erweiterte Analyse erforderlich

Warner:  Über die Modellierung von Schaltkreisen hinaus hat Simberian die Fähigkeit, die Eigenschaften der PCB-Laminatmaterialien zu modellieren. Welche Bedeutung hat diese Funktion?

Paje: Die Modellierung der Materialeigenschaften ist bei den gerade erwähnten Geschwindigkeiten eine absolute Voraussetzung.  Ohne ins technische Detail zu gehen, möchte ich darauf hinweisen, dass sich der Skin-Effekt mit zunehmender Geschwindigkeit proportional auf das Signal auswirkt, da der Strom nur die äußeren Bereiche des Leiters nutzt. Das Signal hat dann die Tendenz, jeder Spitze und jedem Tal der Außenleiterrauheit zu folgen, weshalb es modelliert werden muss.

Dies bedeutet, dass jede Signalintegritätssimulation mit Breitband-Dielektrika- und Leiterrauheitsmodellen beginnen muss. Simbeor unterstützt vier Methoden zur Identifikation von Laminatmaterialmodellen – GMS, SPP, SPP Light und T-Resonator. Die Analyse vorhersehbarer Verknüpfungen beginnt mit den Materialmodellen und der Geometrie und dies bildet die Grundlage für den Rest der Analyse.

Warner: Welche Funktionen wurden in Altium Designer 19 und 20 hinzugefügt?

Paje: Altium Designer 19 stellte erstmals den Simberian Field-Solver vor, der über eine begrenzte Anzahl von Geometrien verfügte, die analysiert werden konnten. Bei der Verlustmodellierung gab es einige Einschränkungen.

In Altium Designer 20 wurden erhebliche Verbesserungen vorgenommen. Es werden nun die meisten Lagenaufbaugeometrien unterstützt.  Auch wurden einige Arbeiten durchgeführt, um die Genauigkeit mit den Messungen abzustimmen. Dazu gehört jetzt auch die Modellierung der Rauheit der Leiteroberfläche.

Warner: Bitte erklären Sie uns, wie sich diese neuen Funktionen auf die allgemeinen Benutzer von Altium sowie auf die Entwickler auswirken werden, die sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten befassen müssen

Paje: Mit diesen Änderungen können Benutzer Schaltkreise der nächsten Generation auf einfache Art entwerfen und sie erhalten genaue Lagenimpedanz und Verzögerungszahlen innerhalb der Altium Designer-Umgebung. Dies ist ein kritischer Ausgangspunkt für das Verständnis der Signalintegritätseigenschaften Ihres Designs.

Wir haben mehr als zehn Jahre Erfahrung bei Simberian in der Überprüfung der Genauigkeit unserer Berechnungen im Vergleich zu Messergebnissen. Für die Entwickler von Hardware ist es wichtig, den Ergebnissen der Analysetools vertrauen zu können. Wir sind zuversichtlich, dass unsere Berechnungen den Entwicklern die Genauigkeit bieten, die sie benötigen.

Warner: Welchen Merkmalen sollten Sie als Leiterplatten-Designer bei der Erstellung von Hochgeschwindigkeits-Designs besondere Beachtung schenken?

Paje: Aus meiner eigenen Erfahrung, aber vor allem aus der Erfahrung und dem Feedback unserer Kunden, sehe ich einige Merkmale, die erfolgreiche von nicht erfolgreichen Designprojekten unterscheiden. Erfolgreiche Projekte können ihre Produktziele von einem leeren Blatt aus erreichen, ohne zu versuchen, ein Technologiedesign der älteren Generation auf eine neuere, schnellere Technologie (z. B. DDR3 auf DDR4) zu „portieren“.

Erfolgreiche Projektteams verfügen auch über eine Reihe von Design-Regeln, die aus Erfahrung entstehen. Sie wissen, was in der Vergangenheit funktioniert hat und, was noch wichtiger ist, was nicht funktioniert hat. Viele Leiterplattendesigns sind heutzutage unglaublich komplex. Die sorgfältige Beachtung der Regeln erhöht die Disziplin, die für die Umsetzung des Designs erforderlich ist.

Schließlich bin ich der Meinung, dass erfolgreiche Designteams ihre EDA-Simulationswerkzeuge kennen und verstehen müssen.  Es ist nicht wichtig, welche Werkzeuge eines Anbieters verwendet werden. Es ist jedoch wichtig, dass die Analyseergebnisse anhand der gemessenen Daten genau 

überprüft werden.  Für mich sind erfolgreiche Teams die, welche ihre Ergebnisse genauestens validieren.

Warner: Roger, ich danke Ihnen für Ihren Einblick und für die Neuigkeiten über die Partnerschaft mit Simberian und die Vorteile, die diese den Benutzern von Altium bringen werden.

Paje: Es war mir ein Vergnügen, Judy. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit mit dem Altium-Team.