Analógia

Analóg és kevert jelű szimuláció az új PADS AMS-alkalmazással

Az informatikai módszerekkel támogatott tervezési folyamat egyre több részfeladatot képes „lefedni”. Az elektronikus áramkörök egy sajátos területe a kevert jelű áramkörök világa a maga sajátos problémáival és szemléletmódjával. A Mentor Graphics PADS AMS tervezéstámogató csomagja ezt a részterületet „veszi célba”.

A digitális jelfeldolgozás gyakran – sőt egyre gyakrabban – jelent megoldást azokra a problémákra, amelyeket néhány éve-évtizede még kizárólag analóg módszerekkel oldottak meg. Az analóg elektronika azonban továbbra is kritikus szerepet játszik a modern elektronikai termékek felépítésében. Szinte minden digitális eszköz fejlesztésénél megjelenik valamilyen interakció akár egy másik eszközzel, akár a környezettel. A kevert jelű áramkörök kötik össze analóg világunkat a digitális jelek világával. Ezért elektronikus eszközeink egyre több és több kevert jelű információt dolgoznak fel.

Analóg jeleken keresztül szerzünk információt a külvilágban érzékelhető jelekről és eseményekről. A fény, a hang, a hőmérséklet, a mozgás vagy a nyomás által hordozott információk közvetítése a digitális eszközök felé (vagy azok felől) az analóg vagy a kevert jelű rendszereken keresztül lehetséges. Ezeket a jeleket manipulálni (erősíteni), átalakítani (analóg-digitális/digitális-analóg), és kondicionálni (szűrni, szabályozni), illetve digitális jelekkel keverni kell, hogy a kívánt funkcionális követelményeket megvalósíthassuk.

 Kapcsolási-rajz szerkesztés

Az analóg-digitális átalakításkor minden elektronikának szüksége van tápellátásra, amit általában egy tápegység vagy egy vezérlő áramkör állít elő számára. A megfelelő jelminőség azonban megkívánja, hogy ezek stabil, jól szabályozott és megbízhatóan működő forrásból származzanak, ám ez nem minden esetben valósítható meg maradéktalanul.
A megkövetelt nagyobb hatékonyság, a magasabb teljesítménysűrűség, valamint a szigorú költség- és/vagy méretbeli megkötések folyamatos tervezői kihívásokat jelentenek. A kevert jelet és kevert jelű technológiát tartalmazó áramkörök, fejlesztések kihívásai, például a viselkedés ellenőrzése, a lehetséges tervváltozatok vizsgálata vagy az alkatrész-optimalizálás olyan szimulációs és analízis környezetet igényelnek, mely képes pontosan ábrázolni mind az elektronikai, mind az elektromechanikus, mind a mechanikai alkotóelemek szerepét a végtermék paramétereinek meghatározásában.

Az amplitudó és fázistolás frekvenciamenetésnek szimulációja

PADS AMS Design

A Mentor Graphics e kihívásokra válaszolva fejlesztette ki – a PADS Product Creation Platform részeként – a teljesen új PADS AMS Design Suite csomagot. Egyedülálló tervezési és szimulációs eszközei könnyebbé és gyorsabbá teszik az analóg és kevert jelű fejlesztési feladatok elvégzését. Integrált fejlesztői környezete kapcsolásirajz-szerkesztő (DxDesigner), szabálykezelő (CES), topológiavizsgáló (LineSim^®), áramköri szimulációs (AMS), variáns (Variant Manager), továbbá alkatrészkezelő (Databook) és dokumentációs funkciókat tartalmaz.
A DxDesigner-projekt navigátorával könnyedén kezeli és szimulálja akár az egylapos, akár a hierarchikusan felépített, komplex áramköröket, segítve az áramköri viselkedés felderítését az analóg, a kevert jelű és a digitális elektronikák együttműködése esetén is. Alkatrészkezelője Access^®-, Excel^®- vagy SQL-kapcsolaton keresztül elérhető, ODBC-alapú központi alkatrészkönyvtárral segíti az alkatrészek optimalizálását, mely automatikus anyagjegyzék (Bill of Materials – BOM) generálásra képes, miközben kézben tartja a különböző variánsok kezelését. Szabálykezelő környezete táblázatos formában, hierarchikusan felépítve mutatja a szabályok és kényszerek egymásra épülését, speciálisan kezelve a nagysebességű és/vagy differenciális jeleket, akár még a DDRx-alapú áramkörök fejlesztéséhez is.

Késleltetővonal-szimuláció

A PADS AMS szimulációs képességei VHDL-AMS- és SPICE-alapokra épülnek, ezek egy szimuláción belül, együttműködve is használhatók, kiegészítve az elektromechanikus elemek modellezésének lehetőségével. Az alapvető áramköri viselkedési vizsgálatokon túl képes a szimulációra többszörös paraméterváltozás esetén is, valamint érzékenység-, worst case- és Monte Carlo-analízisek is futtathatók. Ezáltal a tervezés során, annak korai szakaszában megállapítható, hogy mely paraméter változása befolyásolja leginkább az áramköri viselkedést, az alkatrészek tűrései mennyire befolyásolják a működést. Ezzel elérhető, hogy ne használjunk fel a szükségesnél pontosabb (és költségesebb) alkatrészeket, és a gyárthatóság szempontjait is figyelembe vehessük. A digitális oldal támogatására a beépített nagysebességű (IBIS-modelleken alapuló) szimuláció segíti a tervezés korai fázisában kézben tartani a maximális jelminőséget, alkatrészértékek ajánlásával segíti a lezárások illesztését, és támogatja a huzalozási szabályok meghatározását, beleértve akár a NyÁK rétegfelépítésére tett javaslatokat is. 

A PADS AMS a felhőben

Minden PADS-felhasználó számára díjmentesen elérhető a PADS AMS Design felhőalapú változata. Az online felületen lehetséges az áramkörtervezés, a szimuláció és méretezés, valamint megoszthatók az elkészült tervek és modellek. Lehetőség van továbbá az PADS-ben készült kapcsolási rajzok közvetlen importálására és korlátlan számú privát projekt készítésére.

Erősítőt és hangszórót tartalmazó „vegyes”, elektronikus és mechanikus rendszer szimulációja

Összegzés

Az új PADS AMS Design átfogó analóg, kevert jelű és elektromechanikus fejlesztői és virtuális prototípuskészítési eszközöket tartalmaz. Az analízistől a megvalósításig garantálja az elvárt áramköri viselkedést és teljesítményt, ezzel támogatva a fejlesztési célok megvalósítását.

A PADS AMS használatát bemutató videó megtekinthető az alábbi linkre kattintva vagy látogasson el a www.pads.com weboldalra.

Fülöp Attila, Pál Gergely – EDMD Solutions Kft.

EDMD Solutions Kft.
1087 Bp., Könyves Kálmán krt. 76.
Tel.: +36 1 461 9000
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.edmd.hu

Még több EDMD