博匠賦能產品,模擬真實使用場景下的仿真分析,可靠性與穩定性穩步提升

隨著電子器件與設備朝著微型化方向發展,系統集成規模急速擴張,信號速率大幅度提升,產品功耗也大大增加,這導致信號完整性(SI)、電源完整性(PI)、熱設計等問題越來越突出,嚴重影響產品性能和用戶體驗。同時電子產品的使用力學環境,也是影響電子產品穩定性和可靠性的一個重要方面,振動、沖擊、靜力載荷等因素都會產生影響。

針對性能瓶頸,為實現系統的整體升級,博匠賦能產品,“從內到外”的模擬真實場景下的仿真分析——系統內部通過進行信號和電源的完整性仿真、熱分析和模擬等方式,再結合模擬實際力學環境,設置約束、載荷等邊界條件,進行運算求解,得出產品的薄弱環節,加速定位問題點,優化其設計,從而躍升產品性能,提升用戶體驗。

 

熱仿真能力

目前博匠已掌握自然對流、強迫風冷、液冷散熱等仿真技術,并結合實際,在VPX機箱、ATCA機箱、筆記本、一體機、計算存儲模塊等多種產品上進行了應用。通過理論計算確定初步散熱方案,運用熱仿真模擬技術,確定熱量集中區及熱流傳遞瓶頸,針對性優化風道、疏通熱傳遞路徑,優化后整機熱均勻性和散熱效果更好。

產品通過高溫工作試驗驗證,溫度分布接近仿真結果,通過熱仿真分析優化散熱方式,產品散熱效果明顯提升。

 

力學仿真能力

    力學仿真方面,博匠掌握了靜力學、模態分析、隨機振動、沖擊分析等類型的力學仿真。通過力學仿真,發現產品結構中的結構薄弱點、應力集中點、固有共振頻率點等結構特征數據,針對性進行結構加強和固有頻率的調整,避開使用力學環境下的共振頻率點,防止結構使用過程中損壞,從而使產品結構更加輕巧美觀和堅固耐用,在同類產品中更具競爭力,適應多種環境下平穩運行。

 

PCB的PI仿真

電源完整性設計的水平直接影響著系統的性能,如整機可靠性、信噪比與誤碼率,以及EMI/EMC等重要指標。PI仿真分析就是通過合理的平面電容、分立電容、平面分割應用確保板級電源通道阻抗滿足要求,確保板級電源質量符合器件及產品要求,確保信號質量及器件、產品穩定工作。

直流電壓跌落分析:

1)確保PCB上面的走線、過孔、銅皮能滿足電源供電系統的需求

2)直流電壓跌落,銅皮和過孔載流能力分析

PDN仿真及電容優化:

1)  基于高速和大功率的電源供電系統分析

2)  基于頻域仿真分析的濾波電容優化

3)  基于頻域的電源供電系統目標阻抗分析

 

PCB的SI仿真

隨著電子技術的發展,信號速率越來越高,傳統的經驗設計已不能解決所有問題,信號完整性分析成為解決高速系統設計的唯一有效途徑,借助強大的仿真軟件,對高速信號進行投板前的信號完整性仿真分析,可以發現信號完整性問題并根據仿真結果優化設計,從而縮短產品開發周期,提高產品穩定性。

基于無源通道的S參數提取:

S參數即散射參數,描述的是互連如何與一個標準的入射波相互作用。通過仿真軟件提取PCB上信號線的S參數,我們能看到傳輸通道的幾乎全部特性,如信號的串擾、回波損耗、插入損耗等,而串擾、回損、插損又是影響信號完整性的關鍵,通過分析這些參數,進一步優化PCB上的傳輸通道,以使PCB設計符合設計要求。

 

在產品設計中,博匠通過以上仿真技術的運用,創建虛擬模型,對多種系統設計方案進行評估,識別潛在的散熱、力學、電源和信號完整性方面問題,規避樣機試制風險,減少重復設計,縮短開發周期,針對具體的應用場景,實現功耗、體積和性能的平衡,從而使用戶價值最大化。

展望未來,博匠將在技術縱深度上繼續深挖核心技術,實現算力領域的全面自主創新;同時在技術廣泛度也進一步拓寬,軟硬件協同加速,幫助用戶構建先進的智能組件,實現共贏。


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