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把握潮流:完善端口设计

2021年8月24日

在5G、人工智能、产品自主、增强现实以及Zoom和Netflix等消费者应用程序的增长推动下,全球对更快数据速率的需求成为一种紧迫的压力。高速、高性能互连解决方案的开发人员需要快速、持续地创新,以保持全球数据中心尽可能快速、可靠地运行。

对于工程团队来说,这意味着优化信号通道,以在224 Gbps及以上的数据速率下提供可靠的产品性能。开云体育官网登录平台网址随着电子器件的封装尺寸越来越小,封装越来越密集,有必要优化整个信号路径,以减少信号损耗,消除干扰。

Samtec不开发“现成”的商品互连解决方案;相反,它设计出满足高度特定的客户需求的利基产品。自2010年以来,Samtec一直依赖Ansys HFSS中的端口建模功能,在无风险的虚拟环境中进行权衡和优化互连设计。使用模拟而不是迭代的物理原型,可以从定制设计过程中节省大量时间和成本,同时还支持高水平的产品创新。

完善端口,提高精度和性能

互连设计过程中的每个元素对于支持每秒千兆比特的性能都是至关重要的。当用Ansys HFSS模拟互连设计时,端口是一个特别重要的考虑因素。端口定义可能会对HFSS的模拟响应产生重大影响,如果定义不当,可能会导致错误。通过适当的端口定义,从HFSS仿真中提取的模型可以有效地用于更广泛的系统级仿真。通过优化端口设置,Samtec工程师可以在尽可能小的技术包中自信地设计多频率应用和高数据速率,并优化信号传输。

这意味着在模拟的特定阶段做出深思熟虑的决定。例如,端口的大小是一个关键的考虑因素。端口需要足够大,以正确捕捉传输线路的场行为,或沿连接器网络的“波”,但又不能大到直接干扰连接器本身的电磁场。如果端口大小定义不正确,可能会导致特性阻抗和非物理反射,通过不匹配产生不可接受和不正确的信号损失。鉴于当今器件设计的公差越来越严格,供应商必须为每一种设计提供更精确、高度优化的工程连接器模型,而正确的HFSS端口定义是实现这一目标的关键。

Ansys HFSS利用多种端口类型,包括集总端口和电路端口,但Samtec特别依赖Ansys的波端口技术,为其高速连接器设计建模准确,匹配良好的馈电。Samtec是该功能的专家用户,最近与他人共同提出了一个网络研讨会与Ansys具有“提示和技巧”波端口建模。

通过将超有限单元方法应用于波端口,Ansys HFSS支持鲁棒级的分析。Ansys HFSS实现了精确的数值端口截断,具有非常低的噪声地板。为了提高计算效率,HFSS仿真引擎仅能自动直接求解s参数,工程师可以快速识别、理解和解决由波散射引起的性能下降。当电磁(EM)工程师使用不利用超有限单元法的工具时,这种计算更费时、更不准确,而且噪声下限更高。

Ansys HFSS中的波动端口求解器可以实现复制真实物理测试的性能预测。这使得Samtec能够满足世界数据中心技术领导者的高精度性能期望。当这些高科技制造商在其先进的设计中也使用波端口时,所得到的技术平台具有信号完整性,可以轻松支持224 Gbps及以上的数据速度。

更多的信息

要了解更多关于各种端口类型的理论基础,以及如何在实际设计中使用它们以提供最大的精度,请观看按需网络研讨会,“实现完美性能的实用端口”由Samtec和Ansys联合主办。虽然本次网络研讨会突出了Samtec开创的波浪端口建模实践,但它也涵盖了其他类型的端口。

通过注册,您还可以了解更多关于各种设计组件(包括端口、网格和边界条件)在优化信号完整性方面所起的作用《Ansys HFSS 3D组件》在Ansys培训中心。本课程涵盖了通过Ansys HFSS进行完全任意3D电磁仿真的基本概念。特定于端口的主题包括波端口大小、2D端口字段、模式、集成线和去嵌入。

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