AnalystTM是一款功能強大，并行的3維有限元(FEM)電磁仿真相分析工具，它無縫的集成到AWR的Microwave Office設計環(huán)境中。同時首次實現了不需要通過第三方/CAD繪圖工具或仿真環(huán)境而將3維電磁仿真功能集成到電路設計軟件中的功能。Analyst允許您通過一次鼠標點擊實現從電路概念到全3維電磁驗證的整個過程。

設計效率優(yōu)先

在設計單片微波集成電路、高密度射頻電路板和多功能射頻模塊時，對焊球、鍵合線、管腳、過孔等結構造成的耦合進行電磁分析至關重要。對這些3維互連結構進行分析加重了設計人員和計算機的負擔。Analyst不同，它重新定立了3維電磁分析的用戶模型，使您更關注于設計工作和電路性能的改善，而非將時間浪費在 不同工具的數據導入導出的過程。

Analyst對需要依賴3維有限元方法來對所設計的電路進行驗證的電路設計者大有裨益。對于設計芯片上的 無源器件，單片微波集成電路(MMIC)，微波集成電路(MIC)，射頻印刷電路板(PCB)，模塊和封裝及片上系統(tǒng)(SoC)、系統(tǒng)級封裝(SiP)的 設計師來講，它易于使用，大幅縮減了設置和手工繪圖所需的時間，意味著以最小的開銷即可獲得最佳的仿真時間。

Analyst工具為電路設計工程師帶來的優(yōu)勢

Analyst工具的背后哲學就是在簡易使用的電路設計環(huán)境中賦予設計者強大的3維電磁仿真功能。

第 一，Analyst允許電路設計者在他們平常的電路設計 環(huán)境中應用3維電磁仿真器。在芯片，模塊和電路板等電路設計中大多應用平面電磁仿真工具。但在介質基板有裂縫等造成的平面電磁仿真器不適用的情況下，平面 電磁仿真器并不適用。因此，將3維電磁仿真直接無縫的集成到電路設計環(huán)境中非常有必要。

第二，Analyst對很多應用，如集成電路，模塊 和電路板所需的電磁仿真中的參數(邊界，端口，網格，模式)做了預定義。在Analyst出現之前，設計者必須將他們遇到的3維問題在外部的電磁仿真工具 中進行設置，并仿真，然后再將仿真結果導入到他們的電路設計環(huán)境中。應用此方法的會導致諸多問題，一、增加了工程的導入、導出過程中出現錯誤的機會。二、 這些外部的電磁仿真工具需要對端口和仿真器做很多設置，對于一般的設計者來講，上述設置過于復雜。應用Analyst的方法，針對設計者經常遇到的設置問 題，軟件己進行優(yōu)化，因此，極大減少了手動干預和用戶錯誤，并極大提高了結果的精度。

Analyst工具的設計流程

Microwave Office己通過多種方法賦予了設計者在電路設計中靈活應用電磁仿真的能力。這種用戶模式一直在改善，包括提取的概念:自動選擇版圖，并進行電磁仿真，仿真之后的結果自動導入到電路設計中。

圖一：作為AWR設計環(huán)境部分的Analyst被集成的流程

圖2. Analyst自動生成參數化控制的版圖(Pcells)

AWR 持續(xù)的對應用在Microwave Office中電磁仿真功能進行改善(提取流程/提取模塊)，現在通過Analyst工具向用戶提供了3維有限元電磁分析功能。在Analyst之前，變 量可以控制版圖，并可對模型進行參數掃描，如：創(chuàng)建一個用戶自定義的帶有V形切口的T型結。設計者可以對模型的參數進行調諧，甚至進行優(yōu)化。版圖也可以應 用預先定義的PceII，如圖2所示，它的形狀是由參數所控制。應用Analyst，可在電磁環(huán)境中利用與平面電路拓撲相似的方法創(chuàng)建3維結構。如，可應 用Pcell創(chuàng)建3維鍵合線，球柵陣列(BGA)，錐形過孔等。當然也包括有限尺寸的介質塊、封裝等常見的3維為連續(xù)性問題。

實際的芯片/封裝/電路板案例

Analyst最主要的優(yōu)點是實現了與AWR的Microwave Office設計與仿真環(huán)境的緊密結合。為了說明這種獨特的功能在實際應用中的價值，讓我們來看一個例子:信號從電路板傳輸到模塊再傳輸到芯片路徑的優(yōu)化。

圖3.分析了電路板上端口1到芯片上的端口2之間的傳輸性能

圖3展示了對電路板，模塊和外圍芯片的研究。在主板上，信號從1端口通過BGA到達模塊上，沿著模塊上的走線，并通過鍵合線到達芯片上的2端口。設計目標是在10GHz到20GHz整個頻率范圍內使得回波損耗優(yōu)于20dB。

4.在仿真之前10-20GHZ的回波損耗

圖4展示了Analyst仿真結果， 產品布局設計的照片表明，設計的目標尚未得到滿足。為了解決這個問題， Analyst與Microwave Office設計環(huán)境結合使用，通過一個三級方法來使得優(yōu)化設計簡單易用。

·隔離特定區(qū)域

·指定他們的電性能

·修改布局使行為規(guī)范

工程師可以使用Analyst的許多功能修改產品的設計。此工具具有仿真部分版圖的功能，從而減少問題的尺寸并增加仿真的靈活性(步驟1)。再將 Analyst的結果導入到原理圖中，為電容添加到端口，并對電容的值進行調諧和優(yōu)化(步驟2)。然后增大版圖尺寸以獲得額外的電容和電感(步驟3)。最 終，只仿真我們關心的部分版圖。在這種方式下， Analyst旨在最大限度地減少仿真所需的時間。這個三級方法給出的最終解決方案是:鍵合線增加了一倍并且短路來減少電感，縮小鍵合線的焊盤和旁邊的地 的空隙來增加電容，移除電板上的過孔來減少環(huán)路電感并對電容進行補償。最后對整個結構進行驗證，以確保設計成功(圖5)。

圖5.仿真了整個信號路徑—在整個頻帶內滿足回波損耗滿足小于-20dB的設計要求

Analyst的更多應用

Analyst專為高頻封裝，電路板和模塊化中需要射頻/微波設計者進行分析的互連線問題所設計。

芯片級互連線

在 GaAs，GaN，SiGe，或BiCMOS集成電路中，螺旋電感、電容、過孔和空氣橋會引入耦合，若平面或3維電磁仿真工具不能對其進行精確求解則會使 電路性能欠佳.通過對芯片級的互連線進行求解，Analyst結合各種獨特的功能允許您輕而易舉得整個集成電路的佳能。

集成電路/封裝級互連線

Analyst非常適合對芯片和封裝間的鍵合線、焊球等互連線進行求解。

封裝/電路板/模塊的互連線

可通過如：鍵合線、焊球等3雄互連線將多種芯片和其他無源結構集成到電路板或模塊中，Analyst可精確的對各種相關的寄生效應進行分析。

ANALYST的技術和創(chuàng)新

電磁仿真常被設計者用于對集成電路、印刷電路板、模塊和相關封裝中的物理版圖和互連結構的電磁效應進行精確計算。Analyst的主要優(yōu)點在于其與 Microwave Office電路設計環(huán)境的緊密結合。應用將Analyst無縫的集成到Microwave Office中的設計流程，電路設計者在節(jié)省設計時間(更少的鼠標點擊和菜單設置)同時，可了解更多的電磁效應對電路性能的影響，如:可以應用鍵合線和球 柵陣列的3維Pcell簡化版圖設置和繪圖。電磁版圖也支持層次設計，允許設計重用。在不離開Microwave Office設計環(huán)境的同時，可以方便的應用參數化版圖進行調諧，優(yōu)化，靈敏度和成品率分析。由于Analyst專為射頻/微波設計者所優(yōu)化，設計者并不 需要對電磁仿真軟件的設置進行詳細了解。它現在可以無縫的將3維電磁分析集成到關鍵仿真，如優(yōu)化，調諧，靈敏度，成品率分析及應用諧波平衡的非線性電路中 并獲得分析結果。設計者僅需將注意力集中在其設計上，需要時即可輕而易舉的使用3維電磁仿真工具，而不需要花費大量的時問學習復雜的電磁仿真工具。最重要 的是設計者可在電路設計上花費更多的時間，僅用少許的時間學習3維電磁仿真工具。