Ekstrakcja pasożytnicza
W automatyce projektowania elektronicznego ekstrakcja pasożytnicza polega na obliczaniu efektów pasożytniczych zarówno w zaprojektowanych urządzeniach, jak i wymaganych połączeniach okablowania obwodu elektronicznego : pojemności pasożytnicze , rezystancje pasożytnicze i indukcyjności pasożytnicze , powszechnie nazywane urządzeniami pasożytniczymi , komponentami pasożytniczymi lub po prostu pasożytniczymi.
Głównym celem ekstrakcji pasożytniczej jest stworzenie dokładnego analogowego modelu obwodu, tak aby szczegółowe symulacje mogły emulować rzeczywiste reakcje obwodów cyfrowych i analogowych. Odpowiedzi obwodów cyfrowych są często wykorzystywane do wypełniania baz danych w celu obliczenia opóźnienia sygnału i obciążenia, takich jak: analiza taktowania ; analiza mocy ; symulacja obwodu ; i integralności sygnału . Obwody analogowe są często uruchamiane na szczegółowych stanowiskach testowych, aby wskazać, czy dodatkowe wyekstrahowane pasożyty nadal pozwolą na działanie zaprojektowanego obwodu.
Tło
We wczesnych układach scalonych wpływ okablowania był znikomy, a przewodów nie uważano za elektryczne elementy obwodu. Jednak poniżej technologii 0,5 mikrometra rezystancja węzła i pojemność interkonektów zaczęły mieć znaczący wpływ na wydajność obwodu. Wraz z kurczącymi się procesowymi istotne stały się również efekty indukcyjności interkonektów.
Główne skutki pasożytnictwa interkonektów to: opóźnienie sygnału , szum sygnału , spadek IR (składowa rezystancyjna napięcia) .
Ekstrakcja pojemności międzykonektorowej
Pojemność interkonektora jest obliczana poprzez przekazanie narzędziu ekstrakcyjnemu następujących informacji: układ projektu w widoku z góry w postaci wielokątów wejściowych na zestawie warstw; mapowanie do zestawu urządzeń i pinów (z Layout Versus Schematic ) oraz przekrojowe zrozumienie tych warstw. Informacje te są wykorzystywane do tworzenia zestawu przewodów układu z dodanymi kondensatorami, gdzie wskazują wielokąty wejściowe i struktura przekroju poprzecznego. Wyjściowa lista sieci zawiera ten sam zestaw wejściowych sieci, co wejściowa projektowa lista sieci i dodaje między te sieci pasożytnicze urządzenia kondensatorowe.
Ekstrakcja rezystancji połączeń
Rezystancja połączeń jest obliczana poprzez przekazanie narzędziu do wyodrębniania następujących informacji: układ projektu w widoku z góry w postaci wielokątów wejściowych na zestawie warstw; mapowanie do zestawu urządzeń i pinów (z Layout Versus Schematic bieg) oraz przekrojowe zrozumienie tych warstw, w tym rezystywność warstw. Informacje te są wykorzystywane do tworzenia zestawu podrzędnych przewodów, które mają dodatkową rezystancję między różnymi częściami podrzędnymi przewodów. Powyższa pojemność połączenia międzysieciowego jest dzielona i dzielona między podwęzłami w sposób proporcjonalny. Należy zauważyć, że w przeciwieństwie do pojemności połączeń międzysieciowych, rezystancja połączeń między elementami wymaga dodania węzłów podrzędnych między elementami obwodu, aby umieścić te pasożytnicze rezystory. Może to znacznie zwiększyć rozmiar wyodrębnionej wyjściowej listy sieci i może spowodować dodatkowe problemy z symulacją.
Ekstrakcja indukcyjności połączeń
Narzędzia i dostawcy
Narzędzia dzielą się na następujące szerokie kategorie.
- Solvery terenowe zapewniają fizycznie dokładne rozwiązania. Obliczają parametry elektromagnetyczne bezpośrednio rozwiązując równania Maxwella . Ze względu na duże obciążenie obliczeniowe mają zastosowanie tylko do bardzo małych projektów lub do części projektów.
- Przybliżone rozwiązania z technikami dopasowywania wzorców to jedyne możliwe podejście do wyodrębniania pasożytów dla kompletnych nowoczesnych projektów układów scalonych.
Ekstraktor ANSYS Q3D
ANSYS Q3D Extractor wykorzystuje metodę momentów (równań całkowych) i MES do obliczania macierzy pojemności, przewodnictwa, indukcyjności i rezystancji. Wykorzystuje szybką metodę wielobiegunową (FMM) do przyspieszenia rozwiązania równań całkowych. Dane wyjściowe z solvera obejmują rozkłady prądu i napięcia, macierze CG i RL.
FastCap, FastHenry
FastCap i FastHenry z MIT (Massachusetts Institute of Technology) to dwa bezpłatne narzędzia do usuwania pasożytów do pomiaru pojemności, indukcyjności i rezystancji. Cytowani w wielu artykułach naukowych, są uważani za złote referencje w swojej dziedzinie. Kod źródłowy, a także wersje binarne systemu Windows z przeglądarką i edytorem są bezpłatnie dostępne w FastFieldSolvers .
SzybciejCap
FasterCap, opracowany przez FastFieldSolvers , jest darmowym narzędziem do rozwiązywania pól pojemnościowych typu open source, dostępnym dla systemów operacyjnych Windows i Linux, zdolnym do symulacji struktur przewodzących osadzonych w dielektrykach o stałej, złożonej przenikalności elektrycznej, z możliwością automatycznego udoskonalania siatki i silnikiem solwera w rdzeniu/poza rdzeniem.
StarRC
StarRC firmy Synopsys (wcześniej Avanti ) to uniwersalne narzędzie do usuwania pasożytów, które można zastosować w pełnym zakresie projektów elektronicznych.
Quantus
Quantus firmy Cadence jest narzędziem do ekstrakcji pasożytów zarówno dla projektów cyfrowych, jak i analogowych, a kontrola ekstrakcji pasożytów musi zostać przeprowadzona w celu przygotowania projektu do weryfikacji po rozkładzie.
QuickCap
QuickCap NX firmy Synopsys to pasożytnicze narzędzie do ekstrakcji zarówno dla projektów cyfrowych, jak i analogowych. Został on oparty na QuickCap opracowanym przez Ralpha Iversona z Random Logic Corporation, który został przejęty przez Magma i Synopsys.
Kaliber xACT3D
Calibre xACT3D firmy Mentor Graphics to pasożytnicze narzędzie do ekstrakcji zarówno projektów cyfrowych, jak i analogowych. Został oparty na PexRC opracowanym przez Wangqi Qiu i Weiping Shi z Pextra Corporation, która została przejęta przez Mentor.
CapExt
CapExt firmy CapExt AS to pasożytnicze narzędzie do ekstrakcji pojemności z płytek drukowanych opartych na plikach Gerber.
SENSE w skali pola
Fieldscale SENSE firmy Fieldscale to pasożytnicze narzędzie do ekstrakcji pojemności, rezystancji i całego równoważnego obwodu RC w formacie listy sieci z pojemnościowych czujników dotykowych opartych na plikach dxf i gerber.