Cadence发布云端版Clarity 3D Solver，为复杂系统电磁分析提供解决方案_System_电路

Cadence发布云端版Clarity 3D Solver，为复杂系统电磁分析提供解决方案

Clarity 3D Solver Cloud 将企业本地的仿真环境与云计算和加速整合在一起，无需额外费用

内容提要

● 使用简单而强大的按钮式界面在云平台上启动仿真，同时确保数据安全无虞

● 3D 仿真可无限扩展，提升了计算资源，实现了 EM 结果的快速优化，减少周转时间

● 可立即访问云服务版本，无需等待企业本地服务器群资源恢复

中国上海，2021 年 5 月 31 日——楷登电子（美国 Cadence 公司，NASDAQ：CDNS）今日宣布推出 Cadence^®Clarity^™ 3D Solver Cloud，利用云平台获取计算资源，这种全新方式简单易用、安全且极具成本效益，可大幅提高 3D 电磁（EM）仿真的效率。

Clarity 3D Solver Cloud 利用与 Amazon Web Services （AWS）的安全连接，将 3D 有限元法（FEM）电磁仿真容量从 32 个 CPU 内核扩展到数千个内核的规模。

这种全新的混合仿真方法为用户提供了多种方式，可以使用本地计算资源或云仿真资源进行仿真，无需增加本地或云计算预算。

Clarity Cloud 云仿真可以将设计数据保留在本地计算机上，使其处于安全保护的状态，同时只向云端发送与仿真有关的特定加密数据。Clarity 3D Solver Cloud 在一个私有、安全的 AWS 单元中自动设置和运行仿真，访问的计算内核数量由用户定义。

仿真结果将自动返回到本地计算机，同时 AWS 单元中的临时数据将立即清除。这确保了 3D EM 仿真数据的安全，并且只能在客户的本地设备上读取这些仿真数据。

“Cadence 在 AWS 上加速 Clarity 3D Solver 仿真的创新方法，使客户可以利用高性能的云平台资源，加快设计的迭代时间。”AWS 半导体全球行业业务发展主管 David Pellerin 说，“我们很高兴与 Cadence 合作 Clarity Cloud 方案，我们会持续支持客户顺利完成从本地化向云平台的迁移。”

在“后摩尔定律（More-than-Moore）”的推动下，电子系统将工作在更高的时钟频率和速度下，业内对 3D 电磁仿真的需求也在快速增长。随着设计复杂度的快速增加，越来越多的高速接口如 DDR5、112G 和 5G NR 技术大幅提升了设计难度，Clarity 3D Solver Cloud 将明显缩小仿真效率/计算资源之间的差距。

借助 Clarity 3D Solver Cloud，客户现在可以对完整的复杂系统进行电磁仿真。Cadence 的创新商业模式为客户提供了全天候的云访问权限，无需购买额外的本地计算资源，即可运行越来越多的 3D 电磁仿真。通过已经验证的 Cadence CloudBurst^™ Platform 平台的支持，设计工程师可自行控制使用 Clarity 3D Solver Cloud 时调用的计算内核数量。

在仿真运行的高峰期，如果本地可用的计算节点不足，还需要更多的额外计算节点，用户可通过灵活的商业模式来增加仿真容量且加快仿真速度，或针对规模更大、更复杂的结构仿真，更快速地获得仿真结果。我们的目标是让客户在扩大电磁设计分析规模的同时缩短电磁仿真所需的时间。

“Cadence 持续不断的在系统级分析解决方案上进行创新，力图实现前所未有的速度和准确性。”Cadence 公司定制 IC 和 PCB 部门多物理场系统分析副总裁 Ben Gu 表示，“Clarity 3D Solver Cloud 为我们的客户提供了一个灵活的、可扩展的解决方案，让他们可以按自己的实际需求，实现大型、复杂、先进的电磁设计，无需等待本地计算资源恢复至可用。这种混合的云仿真模式可以保证设计数据在本地的安全性，为 Clarity 3D Solver 的客户提供简明易用的用户体验。最重要的是，用户可以利用先进的 AWS 云计算资源加快电磁仿真，得到 3D FEM 电磁分析结果。”

客户评价

Drew Doblar，Sanmina 公司工程副总裁

“确保一次性设计正确的仿真是高速互连系统成功的先决条件，快速提供这些先进技术可助力 Sanmina 为我们技术领先的客户提供最先进的解决方案。Clarity 3D Solver 提供了无与伦比的速度和性能，现在，通过全新的云服务解决方案，我们可以快速响应严苛的仿真需求，而无需负担前端负载的成本支出和计算资源采购的延迟成本。此外，我们现在可以用笔记本电脑来运行大型仿真，这种灵活便利帮助我们优化 IT 预算，且不影响工程效率。”

Steven Ting，Inventec 总监

“Inventec 坚持创新、高质量、有效执行且充分开放的思路，因此始终能够为客户提供优质服务。针对云计算、无线通信、智能设备和物联网应用设计进行快速而准确的仿真，可确保我们能在最短的时间内交付符合预期的原型设计。长期以来，Cadence 一直是我们值得信赖的合作伙伴，提供与我们的设计工具紧密结合的仿真解决方案，帮助我们快速发现和解决设计难题。我们过去一直在本地硬件资源上运行 Clarity 3D Solver，但是现在借助于全新的 Clarity 3D Solver Cloud，我们可以获得近乎无限的计算资源而无需等待，因此我们能够更快地去优化设计。如此一来，通过有效缩短设计周转时间，我们得以能够以更少的设计迭代次数来生产出更强大的产品。”

张亚林，燧原科技公司创始人兼首席运营官

“在燧原科技，我们向下游合作伙伴交付的人工智能芯片需要依托可靠的硬件系统。我们无法承受多次重新设计造成的资源浪费，所以我们选择了 Cadence，他们可以为我们提供集成设计和分析能力的一体化解决方案，帮助我们简化系统级设计流程。Clarity 3D Solver 提供了无与伦比的速度和性能，并且准确性极高。利用 Clarity 3D Solver Cloud，我们解决了需求高峰期的仿真资源瓶颈，帮助我们获得近乎无限的计算资源，使我们能充分利用 Clarity 技术的可扩展性来获得真正的 3D 仿真结果。现在我们可以成功预测设计周期，并提高公司的生产力。”

可用性

Clarity 3D Solver Cloud 技术支持 Cadence 的智能系统设计^™（Intelligent System Design^™）战略，旨在助力系统创新。

Clarity 3D Solver Cloud 现已上市。需了解更多信息，请访问 www.cadence.com/go/Claritycloud。

来源：Cadence楷登

用自动化工作流程快速精准地实现刚柔结合电路板的 EM 分析

现代电子设备对数据传输速度和更小体积的需求与日俱增，不断推动柔性电路板的发展。刚柔结合印刷电路板（PCB）由刚性母板和柔性电路组成，一些层上的柔性电路会直接连在刚性母板上（图 1）。刚柔结合板的体积更小、重量更轻且成本更低，被广泛用于现代化的电子设备。优越的弯曲度、适合小空间以及低制造成本，这些特点使其成为移动通信产品的理想选择。图 1：刚柔结合电路板刚柔 PCB 的电磁（EM）分析一直都不简单，需要对将电路板弯曲安装到很小的空间这一复杂的过程进行建模。基于 Cadence® Clarity™ 3D Solver 场求解器的工作流程提供了必要的工具互操作性，帮助设计师使用 3D 有限元分析法（FEM）精准验证刚柔导线的信号完整性。对比依赖人工设计的传统流程，这一工作流程可以高效设置 EM 仿真环境，减少出错。Cadence Allegro® PCB Editor 编辑器可以帮助设计师轻松创建并将电路板可视化，被广泛用于刚柔 PCB 的设计。这一工具的具体功能包括刚柔变形（例如弯曲）、支持柔性电路覆盖的多重柔性复合、刚柔分区管理以及覆盖率和间隙检查（例如层间检查）。PCB 设计师参考指南将元件安装在特定空间并完成电路板布局（ECAD）后，ECAD 数据会被导入 Clarity 3D Solver 进行完整的 3D FEM EM 仿真。Clarity 3D Solver 被用于 PCB、IC 封装以及片上系统（SoIC）的关键互联设计，采用了 Cadence 分布式多重处理技术，为大型设计提供近乎无限的处理能力和 10 倍的速度提升。对比平面 PCB 几何构型仿真，刚柔 PCB 要将刚性电路板与可以在任意方向弯曲和扭曲的 3D 柔性板结合（图 2），工作流程更加复杂。刚柔结合板的传统设计方法采用的是机械计算机辅助设计（MCAD）流程，电路板首先被导入 AutoCAD 等 3D MCAD 工具进行 3D 弯曲，然后将弯曲的电路板以 a.step/.iges/.sat 文件格式导出至 3D EM 工具进行 S 参数提取，这个过程经常会由于弯曲时通孔与层的错配以及长度错配而出现人为错误，对 EM 工具进行材料属性定义和端口创建时也难免出现问题。即便整个流程都顺利完成，EM 仿真也可能由于设计复杂性和网格划分的问题而无法进行。设计师会被迫陷入从 MCAD 工具到几何构型重塑再到 EM 引擎的仿真设置恶性循环。这一迭代过程需要繁琐的用户沟通且极为耗时，取决于设计范围，几个小时到几天，甚至几个礼拜都有可能。图 2：有 4 个刚性区域和 3 个柔性区域的刚柔结合电路板自动化工作流程Cadence 工作流程采用全自动化、易于使用的解决方案，很好地应对了刚柔弯曲分析的挑战，设计师仅需几分钟即可轻松完成设置。流程具体分成 5 个步骤：01在 Allegro PCB Editor 软件中定义参数。02将定义好的参数导入 Clarity 3D Solver 环境，并验证叠层物理属性、网络、元件和不同区域的准确性。03使用自动化端口工具定义端口。04将获得的 .spd 文件导入 Clarity 3D Solver 工作台环境。05定义解决方案的频率和频率扫描，启动仿真。上述步骤与传统人工 MCAD 工作流程的不同之处可参考图 3。图 3：传统 MCAD 工作流程（左）与自动化 Cadence Allegro/Clarity 流程（右）为了进一步描述自动化工作流程的细节，我们使用 10 GHz 的 Clarity 3D Solver，并将频率扫描设定为 10 MHz 到 10 GHz，对有三处弯曲的刚柔 PCB 进行仿真。Clarity 3D Solver 的自动自适应有限元网格加密功能可以保持刚柔 PCB 的准确度。平行化技术确保网格划分与频率扫描可以在多个计算机进行分区和分布运行，缩短仿真复杂刚柔结构的整体时间。图 4 中显示了刚柔结合板已选网格的仿真|S21|与|S11|。图 5 描述了网格划分和金属层的表面电流密度，以及柔性 PCB 弯曲的建模方式。图 4：已选网格的仿真|S21|与|S11| 图 5：电介质层（a）和金属层（b）的网格划分，金属层的表面电流密度（c）示例二选择了另外一种三处弯曲刚柔结合板，拥有三个柔性区和 2 个刚性区（图 6）。信号线从刚性区 1 出发，一路经过柔性区 1、2、3，在刚性区 2 中止。接地平面由 0.3 mm 线宽和 0.3 mm 间隙的两条对角交叉平行线（Xhatch）构成。图 6（c）中显示了位于 2 个刚性截面处的端点。电路性能的仿真环境为 10 GHz，频率扫描为 10 MHz 到 10 GHz。图 7所示的网格划分描述了 Clarity 3D Solver 下交叉平行线接地平面、弯曲区域和信号网的建模层与分析细节。图 8 中的仿真|S21|和|S11|显示了弯曲参数与频率响应函数的细微差别。图 6：三处弯曲刚柔结合板在 Allegro PCB Editor 中显示的布局（a）、三维视图（b）和在 Clarity 3D Solver 工作台中的剖面（c）图 7：金属层的网格划分、柔性电路和刚性板视图图 8：已选网格的仿真|S21|与|S11|结论刚柔结合 PCB 的工作流程呈现了集成化设计与 EM 分析解决方案对产品设计周期的加速。这一针对刚柔 PCB EM 分析简单且高效的工作流程可以节省 PCB 和 EM 设计师大量的设计和分析时间。EM 工程师可以使用这一工作流程中的 Clarity3 D Solver 简化设计步骤、快速开发产品、缩短上市时间。来源：Cadence楷登