目前，Cadence 的產品組合提供多種電磁 (EM) 技術。一些是收購而來，另一些則是內部創新。面對 Cadence 產品系列中的諸多 EM 模擬和分析工具，您可能會問自己：我需要瞭解關於它們的哪些知識，又該使用其中的哪些產品？
讓我們先來瞭解一下 EM 求解器的功能。首先，它會讀取導體中的物理描述，這些描述通常是電路佈線；但對於連接器等，則是機械模型。然後，EM 求解器會處理佈線結構，將其轉化為可用於分析階段的形式。這一過程通常涉及使用有限元素分析法 (FEM)，或由於佈線限制 (例如平面) 而經過優化的方法，對導體進行「網格劃分 (Meshing)」。 需要進行「網格劃分」的原因在於，要對導體的細小部位運用各種分析方法，其中可能會進行很多粗略估算，但不會造成重大誤差，然後透過將所有這些細小部位的分析結果整合在一個整體的解中，完成整體分析。因此，對於每個元素，下一個階段是根據 Maxwell 電磁方程式進行分析。然後將這些分析結果整合，得出最終解。分析結果以模型 (例如 S 參數) 的形式提供，可以用於電路模擬，以驗證性能。
為何以及何時進行 EM 分析
進行 EM 分析的主要原因有兩個 ：第一個是瞭解設計中的信號是否符合其性能規格，第二個是瞭解設計在電路/系統中是否存在意外的 EM 交互。
我們可能還需要在不同的場合進行 EM 分析。首先是，我們正在進行一些設計 (晶片、封裝、電路板、系統)，並且希望瞭解當前的設計品質。我們希望根據分析結果調整設計物件，進而進一步優化設計。在這種情況下，我們需要實現高性能和整合，想要從設計系統 (比如用於晶片的 Virtuoso®、用於電路板的 Allegro®、或用於連接器的協力廠商模型) 中盡可能快地獲取結果。同時，我們不希望手動傳輸檔、手動引導網格劃分過程，也不希望手動將結果傳輸回設計環境。事實上，除了按一下功能表項目以啟動分析之外，我們根本不希望進行任何手動操作。另外，由於在分析過程中需要持續等待，因此我們希望能縮短等待時間——最好幾秒鐘就可以完成。
進行 EM 分析的第二個原因是用於簽核。此時我們已經完成了設計，並想確定最終的設計結果是否和預想的一樣好。在這種情況下，相比於性能，我們更關心準確度。我們希望僅進行一次或最多幾次分析，因此只要資料盡可能接近設計的最終製造結果，我們並不介意整個過程可能耗時較慢。在實踐中，效率和精確性並不是一定要二選一，隨著設計的進行，執行時間與準確度之間的權衡會不斷變化。
在瞭解了所有求解器共有的基礎知識之後，讓我們來瞭解 Cadence 公司的 EM 技術，並進一步瞭解它們的來源以及每種技術的優勢。
Sigrity
Cadence 於 2012 年收購了 Sigrity (公司) 。該公司具有各種專業的產品選項 (例如，Sigrity Serial Link Analysis)，但是在本文中，我們將重點介紹完整的 EM 分析。Sigrity™ PowerSI® 是一種平面 3D (或稱為混合) 求解器，即它主要採用啟發法式 2D 演算法，來得出接近於使用完整 3D 求解器所能獲得的結果，但求解速度要快得多。
Clarity
Clarity™ 3D Solver 由 Cadence 內部研發，於去年發佈，詳情請見《 視頻解密｜Clarity 如何為系統分析和設計提供前所未有的性能及容量 》一文。
Clarity 是所有求解器中最通用的求解器，可以處理任意 3D 結構。當需要進行完整的 3D 分析或沒有其他合適的求解器時，Clarity 便是理想之選——例如，分析電路板和連接器，或者分析完整的球柵陣列 (BGA) 封裝。Clarity 也是擴展性最強的求解器，從最初就設計為可以在大型伺服器場和雲資料中心運行，而無需在任何伺服器上使用大量記憶體。因此，Clarity 進行的是系統級分析。如今，唯一超出其能力範圍的分析類型，是將整個雷達單元放在室內，然後分析三米外的信號。
AWR AXIEM 和 Analyst
Cadence 於今年初透過收購 AWR 收購了 AWR AXIEM® 軟體，詳情請參見《 利用 AWR 進行無線電和雷達設計 》一文。AXIEM 已針對 PCB 級別的使用進行了優化，還針對 AWR® Microwave Office 軟體中更通用的 RF 解決方案進行了優化。收購之前，AXIEM 已整合到 Virtuoso RF (在原始程式碼級別) 軟體中。
AWR EM 技術包括 AXIEM (平面 3D) 和 Analyst™（完整 3D）。這兩者都緊密整合到 Cadence AWR Design Environment® 中，該平臺的應用物件包括從 III-V 晶片到 RF 模組甚至是天線在內的微波應用。
AXIEM 針對平面結構級別的使用 (例如 PCB、MMIC 等) 進行了優化。 對於採用多種技術的更複雜的設計 (例如微波 / RF 模組或包含非平面天線的系統級設計)，Analyst 是理想之選。
EMX
Cadence 於今年早些時候透過收購 Integrand Software 公司收購了 EMX® 軟體。EMX 經過優化，可分析矽晶片上的無源元件。如同片上互連一樣，它主要針對平面導體和小過孔進行了優化。EMX 還擁有一個廣泛的來自所有主要晶圓代工廠 PDK 庫。這種組合意味著，它可以為晶圓代工廠流程中的矽晶片上的無源元件提供快速而準確的分析結果。但僅限於這種特殊情況。幸運的是，這是一種覆蓋範圍很大的特殊情況，因為有越來越多的無源元件被轉移到晶片上。
如何選擇 EM 求解器
如果因為元素的平面程度不夠充足，或者您正在分析一個大型系統，而需要一個完整的 3D 求解器，那麼 Clarity 3D Solver 就是您的理想之選。
在電路板和封裝級別，Sigrity PowerSI 將為您提供快速而精准的結果；但如果您追求的是黃金標準的精准性，那麼 Clarity 3D Solver 才是您的不二選擇。
對於在 AWR Microwave Office 中設計的 RF 結構，AWR AXIEM 軟體 (平面) 和 AWR Analyst 軟體 (3D) 都是合適的選擇，並且都已非常好地整合到了 AWR 平臺中。
如果您要進行片上分析 (CMOS) ，則 EMX 就是您的首選 EM 求解器。
譯文授權轉載出處
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