[Lösung] Elektromagnetische Simulationslösung für IoT-Chips

Erscheinungsdatum: 2021Quelle des Autors: KinghelmAufrufe: 2573

Überblick über den Chipmarkt für das Internet der Dinge

Das Internet der Dinge (IoT) hat Hunderten von Milliarden intelligenten Internetgeräten die Möglichkeit eröffnet, miteinander zu kommunizieren. Allein die Gesamtzahl der globalen Netzwerke hat im Jahr 12 2019 Milliarden erreicht. Es wird geschätzt, dass die Gesamtzahl der globalen Netzwerkverbindungen im Jahr 24.6 2025 Milliarden erreichen wird. Das Internet der Dinge in meinem Land wird ebenfalls 801 Milliarden erreichen. Im Jahr 2020 hat die Internet-of-Things-Industrie meines Landes 1.7 Billionen Yuan überschritten. „Nehmen“ Sie den Kern „gemeinsam“, den Kern „begleitet“ das Objekt %%. Es wird erwartet, dass die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate ebenfalls 13.3 % erreichen wird.

Abbildung 1 Analyse von Internetanwendungsszenen und -merkmalen

Herausforderungen beim IoT-Chipdesign

1Mehr Arbeitsbänder und höhere Arbeitseffizienz

Im Vergleich zu den Kommunikationschips in herkömmlichen Kommunikationsgeräten, die nur für die Verbindung und Übertragung von Signalen verantwortlich sind, weisen die Anwendungsszenarien des Internets der Dinge offensichtliche Besonderheiten auf, die kabelgebundene und kabellose Kommunikationsmodi abdecken, und kabellose Kommunikationsmodule umfassen auch WiFi, BT (Bluetooth), ZigBee-Nahbereichskommunikation mit NB-IOT, LTE Cat1, 5G und anderen Internet of Things, eine große Vielfalt an drahtlosen Kommunikationsarten, die die zu unterstützenden Frequenzbänder und Frequenzbandkombinationen einschließen, hat ebenfalls erheblich zugenommen, und die Anwendung von NB-IOT, 5G-Kommunikationsnetzwerken mit gleicher Entfernung bringt auch höhere Anforderungen an die Betriebsfrequenz mit sich.

Gleichzeitig haben die Stabilität der Hochfrequenzverbindung, die niedrigen Kosten und das explosionsartige Nachfragewachstum des Internet-of-Things-Chips höhere Anforderungen an Schaltungsdesigner gestellt. Aus der Perspektive der passiven Parameterextraktion im IoT-Chip-Design haben in einer solch komplexen elektromagnetischen Anwendungsumgebung die charakteristische Analyse parasitärer Parameter und die wichtige Simulationsgenauigkeit passiver Geräte in der Schaltung zu einem höheren elektromagnetischen Emulator geführt. Herausforderung.

Abbildung 2 Wichtige Kommunikationsmethode

2 Kompliziertes Anwendungsszenario für den Chipherstellungsprozess

Beim IoT-Chipdesign werden die Vorteile verschiedener Chipherstellungsprozesse genutzt und dadurch die Leistung der Schaltung erhöht. Zu den derzeit gängigen Prozessen gehören CMOS, SOI und SiGe Bi-CMOS. CMOS-Prozesse mit geringem Stromverbrauch sind oft die erste Wahl für Schaltungsentwickler, und ihre Prozessknoten werden kleiner, um die Kosten zu senken.

Für Designer besteht Bedarf an einer gezielten Modellierung von Substratstrukturen, Metallschichten und dielektrischen Schichten usw. unter verschiedenen Chipherstellungsprozessen, um die Geräteeigenschaften und parasitären Parameter besser zu simulieren und zu extrahieren. Gleichzeitig wird auch berücksichtigt, dass die durch Prozessknoten verursachten Prozessabweichungen und die Auswirkungen der Umgebungstemperaturänderung auf die Geräteeigenschaften berücksichtigt werden. Diese Analysen erfordern eine höhere Präzision elektromagnetischer Simulationswerkzeuge.

Abbildung 3 Roadmap des CMOS-Prozesses für die Chipherstellung

3 Chipvielfalt und -integration

Abbildung 4 Beispiel eines Firmennetzwerk-Chips

Abbildung 5: FPGA-Chip-Layoutplan für das Internet der Dinge

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mehr Betriebsbänder und höhere Betriebsfrequenzen, komplexe Herstellungsprozesse, Vielfalt und Integration zunehmen. Diese drei Merkmale bringen viele Probleme für das Chipdesign des Internets der Dinge mit sich, wobei der Schwerpunkt auf Folgendem liegt:

1. Charakteristische Analyse von Chip-Parastruction-Parametern;

2. Präzise Simulation kritischer passiver Geräte im Schaltkreis;

3. Die Auswirkung von Prozessabweichungen und Umgebungstemperaturänderungen auf die Geräteeigenschaften;

4. Schnelles Design konvergiert, um das in der Schaltung erforderliche passive Gerät zu erhalten.

Als Nächstes stellen wir Ihnen die aktuelle Branche vor, um uns mit den Hauptwegen zu befassen – Kern- und IoT-Chip-Lösungen für die elektromagnetische Simulation.

Elektromagnetische Kern- und IoT-Chip-Simulationslösungen

Die in diesem Artikel vorgestellte Lösung soll dem Schaltungsdesigner bei der effizienten passiven Struktursimulation, Modellierung, Extraktion und Optimierung dieser Module helfen.

Abbildung 6: Kern- und Internet-of-Things-Chip, gemeinsames Architekturdesign, elektromagnetische Simulationslösung

1 Passivstruktur-Multiprozess-Winkel-Schnellextraktion

Strenge Zertifizierung. IRIS kombiniert die 3D-Vollwellenlösungstechnologie, um die Anforderungen an die Extraktionsgenauigkeit vom DC- bis zum Millimeterband zu erfüllen. Benutzer können flexibel Simulationseinheitsmodule erstellen und dann die Multi-Thread-/Multi-Core-Technologie verwenden. Die MPI-Multi-Machine-Verarbeitungstechnologie zerlegt komplexe Simulationsprobleme und verbessert die Simulationseffizienz. Die IRIS-Software führt eine integrierte passive Gerätesimulationsanalyse durch, um sie an das Prozesswinkel- und Temperatur-Scan-Modul anzupassen, das die Eigenschaften des Prozessstatus und des Geräts bei Prozessänderungen schnell verstehen kann, und der Schaltungsdesigner prognostiziert die charakteristischen Änderungen des Geräts am endgültigen Stromkreis aufgrund des Prozesses Abweichungen. Die Wirkung der Leistung hat richtungsweisende Bedeutung.

Abbildung 7 Simulationsfall für passive Geräte mit mehreren Temperaturen und mehreren Prozesswinkeln

2 Effiziente Modellierung passiver Geräte

Darüber hinaus umfasst unsere Lösung auch eine kundenspezifische Plattform für passive Geräte, IMODELER, die auf einem neuronalen Netzwerkalgorithmus basiert. Der Benutzer verwendet die in diesem Tool benötigten Induktoren, Transformatoren und andere Vorlagen, um PCell schnell zu erstellen und dann schnell in IRIS in IRIS in IRIS zusammenzuführen, um die passive Gerätelayoutstruktur zu erhalten. Sie können auch mehrere Hilfsoptionen in der Vorlage verwenden um die Vorwärts- und Richtungsextraktion des passiven Geräts zu realisieren, wodurch wiederum Geräte erhalten werden können, die den Anforderungen des Schaltungsdesigns entsprechen.

Abbildung 8 Imodeler-Lösung zur passiven Gerätemodellierung

Zusammenfassung zusammenfassen:

In diesem Artikel werden die Merkmale des Internet-of-Things-Chips beschrieben: mehr Betriebsbänder und höhere Betriebsfrequenzen, komplexe Anwendungsszenarien für Multi-Chip-Herstellungsprozesse, Chipvielfalt und -integration, die neue Herausforderungen für das Chipdesign mit sich bringen. Der Kern und der Halbleiter haben eine systemische elektromagnetische Simulationslösung für das Internet der Thine-Chips eingeführt: Mithilfe der Iris / Imodeler-Software können schnelle und hochpräzise passive Geräte und vernetzte elektromagnetische Emulationen, passive Geräteoptimierungsmodelle usw. erreicht werden. Die Anwendung verbessert die Entwurfsgenauigkeit erheblich steigert die Designeffizienz von Schaltungsdesignern und beschleunigt den Produktmarkt.

"Königshelm" ist eine eingetragene Marke der Firma Jinhang Standard. Jinhang Standard ist ein GPS Antenne Beidou Antenne F & E ist ein Hersteller von Direktverkäufen. In der Beidou-GPS-Navigations- und Positionierungsbranche ist die Popularität und Reputation sehr hoch. Die Produkte aus Forschung und Entwicklung sowie die Produktion werden häufig in der BDS-Satellitennavigations- und Positionierungsbranche für drahtlose Kommunikation usw. eingesetzt. Die wichtigsten Produkte umfassen: RJ45-RJ45-Netzwerk, Netzwerkschnittstelle Stecker, Radiofrequenz Stecker Schalter, Koaxialkabel Stecker, TYP C Stecker, HDMI-Schnittstelle TYPE-C-Schnittstelle, Stiftrolle, SMA, FPC, FFC-Antenne Stecker, Antenne Signalübertragung wasserdicht Stecker, HDMI-Schnittstelle, USB-Anschluss, Terminal Terminal, Klemmenblock Terminal, Klemmenblock, Funk-RFID-Tag, Positionierungsnavigation Antenne, Kommunikation Antenne Antenne Kabel, Klebestange Antenne Sog Antenne, 433 Antenne 4G Antenne, GPS-Modul Antenne, etc. Widely used in aerospace, communication, [敏感词], instrumentation and security, medical and other industries.

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