Simulation - Virtuelle Prototypen

Mit steigender Komplexität ist die Vorhersage einer elektrischen Schaltung immer schwieriger. Abhilfe schaffen hier Simulationen der Schaltung. Mit Modellen der Einzelkomponenten wird in den Simulation deren Zusammenspiel simuliert. Es wird unterschieden nach folgenden Simulationsarten: - analog - digital - Signalintegrität

Analoge Simulation:

Es werden die verschiedenen elektrischen Werte variert. So kann zum Beispiel der Signalverlauf einer Verstärkerschaltung ermittelt werden, wenn für den Widerstand R1 die Werte 10, 20,...100 Ohm eingesetzt werden. Es können auch gleichzeitig mehrere Bauteilparameter verändert werden. Die Auswertung der Ergebnisse kann über Kurven oder Daten erfolgen. Es lassen sich mit den Simulationsprogrammen auch Schaltungen nach vorgegebenen Kurven/Daten optimieren.

Allegro AMS Simulator 210

Digitale Simulation:

Bei der digitalen Simulation wird das logische Verhalten einer Schaltung simuliert. Hierzu kommt nicht nur die reine boolsche Funktion, sondern auch die Laufzeiten der unterschiedlichen Signale.

Allegro AMS Simulator 210

NC-Sim digitale funktionale Verifikation (FPGA/ASIC)

Signal Integritäts Simulation:

Unter Signal Integrität versteht man die Qualität eines Signals. Da Leiterplatten nicht ideale Verbindungen darstellen, sondern die Signale verändern müssen diese Effekte besonders bei schnelleren Anstigszeiten bzw. höheren Frequenzen berücksichtigt werden. Parasitäre Effekte sind Dämpfung des Signals, Reflektionen und Übersprechen.

Allegro SI

Signal Integritäts Verifikation:

Um die Maßnahmen die in der Entwicklung gegen die parasitären Effekte bezüglich der Signalintegrität eingesetzt wurden zu überprüfen, ist die Verifikation vorgesehen. Hierbei können die realen Verhältnisse auf der Leiterkarte, vom Sender über die Kupferleitung, die Durchkontaktierungen (vias) bis zum Empfänger simuliert werden. Dabei können auch elektrische Störungen benachbarter Leitungen berücksichtigt werden.

Allegro SI

Power Integrität:

Die Auslegung der Stromversorgung und der Abblockkondersatoren ist von den elektrischen Verbrauchern und den Betriebsfrequenzen abhängig. Diese mit steigenden Frequenzen sehr komplexe Aufgabenstellung kann nach dem Plazieren der Bauteile auf die Leiterkarte simuliert werden. Aus den Simulationsergebnissen gibt es Vorschläge für die richtige Wahl und Plazierung der Entkoppelkapazitäten und die Dimensionierung der Netzteils.