La conception haute vitesse se développe grâce au partenariat d'Altium et Simberian

Zachariah Peterson
|  Created: December 22, 2019  |  Updated: September 25, 2020

Bonne année de la part d'Altium ! Dans notre premier article de l’année, nous nous entretenons avec Roger Paje, vice-président des ventes et du marketing chez Simberian, concernant le partenariat que nous venons de formaliser avec cette entreprise et sa technologie extrêmement précise de solveur de champs qui nous permet d'introduire de nouvelles capacités de conception haute vitesse dans Altium Designer, comme la modélisation de l'empilage des couches, de l'impédance et de la rugosité de surface. Ces améliorations ont vu le jour avec Altium Designer 19, ont été amplifiées dans Altium Designer 20, et vous pouvez vous attendre à d'autres améliorations à l'avenir.

Judy Warner : Roger, parlez-nous un peu de Simberian et de votre rôle au sein de l'entreprise.

Roger Paje : Simberian développe un logiciel de simulation électromagnétique pour l'analyse de l'intégrité des signaux de structures et de cartes de circuits imprimés. Notre mission est de fournir aux ingénieurs des résultats précis validés par des mesures concrètes avec nos partenaires technologiques. En tant que vice-président des ventes et du marketing, mon rôle consiste à collaborer avec les clients et la communauté de l’intégrité des signaux afin de produire un logiciel qui leur permette de vérifier leurs conceptions pour qu’elles fonctionnent du premier coup.

Warner  : Récemment, Altium et Simberian ont annoncé s'être engagés dans un partenariat formel. Pouvez-vous nous expliquer ce que cela a apporté et continuera d'apporter aux concepteurs de circuits imprimés d'Altium Designer ?

Paje : Le partenariat entre Altium et Simberian a un seul objectif : rendre l’analyse précise de l’intégrité des signaux accessible à un plus grand nombre d’ingénieurs. Des technologies telles que les bus PCIe de 4e et 5e génération et les barrettes DDR4 l'imposent. Les conceptions qui commenceront à appliquer ces nouvelles normes présenteront des vitesses élevées de canaux série. Dans le cas des PCIe de 4e génération par exemple, les différents canaux série fonctionneront à 15,75 Gbit/s. Ce sont des niveaux de vitesse importants. Le transfert de votre conception de 3e génération vers une conception de 4e génération ne sera pas une mince affaire. Il demandera une analyse approfondie.

Warner : Au-delà des circuits de modélisation, Simberian en mesure de modéliser les caractéristiques des matériaux stratifiés pour PCB. En quoi cette fonctionnalité est-elle importante ?

Paje : Aux vitesses indiquées précédemment, la modélisation des caractéristiques des matériaux est une exigence absolue. Sans trop entrer dans des détails techniques, à mesure que les vitesses augmentent, l'effet de peau commence à avoir un impact proportionnel sur le signal car le courant ne circule qu'en surface des conducteurs. Le signal aura alors tendance à suivre chaque pic et chaque creux de la rugosité extérieure du conducteur, d’où la nécessité de le modéliser.

Cela signifie que toute simulation d'intégrité du signal doit commencer par une caractérisation diélectrique large bande et de rugosité de surface des conducteurs. Simbeor prend en charge 4 méthodes d'identification de caractérisation de matériau stratifié : les méthodes GMS, SPP, SPP Light et T-Resonator. L'analyse des interconnexions prévisibles commence par la caractérisation et la géométrie des matériaux, et constitue le fondement du reste de l'analyse.

Warner : Quelles fonctionnalités ont été ajoutées à Altium Designer 19 et 20 ?

Paje : Altium Designer 19 a d'abord présenté le solveur de champs de Simberian avec un nombre limité de géométries pouvant être analysées. La modélisation des pertes comportait certaines limites.

Des améliorations significatives ont été apportées à Altium Designer 20, donc la plupart des géométries empilées soient désormais prises en charge.  Un travail a également été réalisé pour faire correspondre la précision avec mesures, qui incluent désormais la modélisation de la rugosité de surface des conducteurs.

Warner : Pouvez-vous nous décrire l'impact de ces nouvelles fonctionnalités sur la communauté des utilisateurs d'Altium ainsi que sur les concepteurs qui s'orientent vers des vitesses très élevées ?

Paje : Ces changements permettront aux utilisateurs de concevoir aisément des circuits de nouvelle génération et d'obtenir valeurs précises d'impédance de couche et de retard, le tout dans l'environnement Altium Designer. C’est un point de départ crucial pour comprendre les caractéristiques d’intégrité des signaux de votre conception.

Chez Simberian, nous avons plus de 10 ans d’expérience dans la validation de la précision de nos calculs par rapport aux résultats mesurés. Pour les ingénieurs en matériel, il est important de pouvoir se fier aux résultats obtenus avec les outils d'analyse, et nous sommes convaincus que nos calculs donneront aux ingénieurs de conception la précision dont ils ont besoin.

Warner : Puisque vous avez été concepteur de PCB, pouvez-vous nous dire quels sont les aspects pratiques à prendre en compte lors de conceptions haute vitesse ?

Paje : Si je m'appuie sur ma propre expérience, mais aussi et surtout sur l'expérience et les commentaires de nos clients, je constate qu'il y a quelques caractéristiques qui distinguent les projets de conception réussis de ceux qui ne le sont pas. Les projets réussis sont ceux qui parviennent à cibler les objectifs du produit en partant de zéro, sans chercher à « transférer » une conception technologique d'ancienne génération vers une technologie plus récente et plus rapide (DDR3 à DDR4, par exemple).

Les équipes porteuses de projets qui réussissent disposent également d’un ensemble de règles de conception issues de l’expérience. Elles savent ce qui a fonctionné dans le passé et, surtout, ce qui n’a pas fonctionné. De nos jours, de nombreuses conceptions de PCB sont incroyablement complexes, et le respect des règles ajoute un niveau de discipline nécessaire pour réaliser la conception.

Enfin, je constate que les équipes en charge de conceptions qui réussissent doivent vraiment comprendre leurs outils de simulation EDA.  Peu importe les outils du fournisseur utilisés, mais il est important qu'ils fassent eux-même preuve de diligence raisonnable lors de la vérification des résultats d'analyse 

par rapport aux données mesurées.  Je constate que les équipes qui réussissent sont méticuleuses lorsqu'il s'agit de valider les résultats.

Warner: Roger, merci de nous avoir fait part de ces informations et de notre partenariat avec Simberian, ainsi que des avantages qu'il procurera aux utilisateurs Altium.

Paje : Tout le plaisir est pour moi, Judy. Nous nous réjouissons de poursuivre notre collaboration avec l'équipe Altium.

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Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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