Optimal Field Solver

Optimal hat sich auf Field Solver für Signal- und Power-Integritätsanalyse von IC Packages spezialisiert.
Elektrischer Strom wird immer von einem elektrischen und magnetischem Feld umgeben. Das elektromagnetische Feld um einen Leiter beeinflußt die anderen Leiter in einem IC-Package bzw. PCB.
Bei niedrigen Frequenzen und wenigen Leitungen sind die Felder (E- und H-Feld) und die Feldlinien sehr einfach zu berechnen (siehe Abb).




Leiterplatten haben heute bis zu mehrere tausend Leiterbahnen. Im MHz- und GHz - Bereich sind die Einflüsse von den E- und H-Feldern nicht mehr zu vernachlässigen. Die Vorhersage von überlagerten Feldern ist sehr komplex.

3D Field Solver teilen die physiakischen Strukturen der Schaltung in kleine geometrische Einheiten (Prismen / Tetraeder) auf und berechnen die Wechselwikung der Felder zwischen diesen Feldern. Mit unterschiedlichen Maschengrößen wird die Zahl der zu lösenden Gleichungen reduziert (Adaptive Meshing).

Je nach Frequenzbereich den es zu untersuchen gilt, wählt man verschiedene Verfahren für die Analyse aus:

Quasi Static:

Mit dem quasistatischen Verfahren von PakSI-E kann ein Frequenzbereich bis 2-3 GHz untersucht werden. Der Solver kommt in diesem Frequenzbereich zu guten Ergebnissen bei schnelleren Rechenzeiten.

Full Wave:

Von 1 bis 50 GHz wird für die Ananlyse ein Full Wave Field Solver wie OWave verwendet. Die Ergebnisse werden feiner gegenüber einer quasistatischen Analyse, jedoch sind die Rechenzeiten wesentlich höher. Daher wird meist nur ein kleiner Ausschnitt einer Schaltung per Full Wave modelliert.



Die Optimal Field Solver sind Herstellerneutral konzipiert. D.h. sie können CAD Daten aus Systemen von Cadence (Allegro), Mentor Graphics, Zuken einlesen oder sich in einer Zeichenfläche ohne CAD Daten Ihre Struktur aufbauen. Anschließend teilt der Solver für diese Struktur die Maschen auf und errechnet die S-Parameter für die Struktur. Das S-Parameter Modell kann in ein SPICE- Modell umgewandelt werden. Diese exakten Modelle der zu untersuchenden Struktur werden in einen Simulator (z.B. Spectre, HSpice, PSpice, Allegro SI, ADS...) eingelesen.