RFDE 2003C - RFDE Momentum

RF Design Environment 2003C - RFDE Momentum

Cadence社のVirtuoso (layout) 環境にRFDE Momentumを統合すれば､Cadence社のユーザは、Virtuosoセルを選択して電磁界モデリングを実行したり、パッシブ回路の検証が行えます。RFDE Momentumは、Cadence社のVirtuoso環境に完全に統合されるので、マウスを数回クリックするだけでMomentumのセルを抽出 (すなわち、"Make Momentum Cell")したり、電磁界シミュレーションの結果を Cadence Composer (スケマティック) にバック・アノテートできます。

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Cadence社のVirtuoso 環境にRFDE Momentumを統合

Momentumによる電磁界モデリング／検証と既存のRC抽出ツールを組み合わせることで、さらにシナジー効果が発揮できます。電磁界モデリング／解析では、クリティカルな回路やコンポーネントの正確なシミュレーションが可能になり、信頼性の高いRFICデザインが可能になります。一方、Cadence社のAssuraのような最先端のRC抽出ツールでは完全なチップ検証が可能です。

Momentumの主な利点

Momentumにより、以下のようなことが可能になります。

• スパイラル、MIM、TFRなどのパッシブ・コンポーネントの正確なモデリング
• コンポーネントとインターコネクト間の寄生カップリングの特定
• シグナル・インテグリティのデザイン／検証の支援
• 電流フローの表示

Momentumの主な特長

Momentumが持つ主要な特長:

• モーメント法に基づいた電磁界シミュレータ
• Dデュアル・モード・モデリング・エンジン:
  • 分散と放射を完全に考慮した全波電磁界ソルバ
  • QDCから1/2波長までの大きな回路を高速にモデリングできる準静的電磁界ソルバ
• 有限の厚さの金属のモデリング
• 高速かつ正確なシミュレーションが可能なアダプティブ周波数サンプリング
• 包括的なデータ表示ツール
• 式による計算機能
• Cadence社のVirtuosoカスタム・デザイン・プラットフォームへのシームレスな統合

Momentum電磁界シミュレータが特に有効なデザイン

Momentum電磁界シミュレーションは、以下のようなデザインで特に有効です。

寄生カップリングが存在する場合： 回路が物理的に離れている場合でも、予期しないカップリングが生じる可能性があります。例えば、十分に離れているように見える金属トレースでも、共振条件では互いに誘導性カップリングが生じたり、サブストレート・パラメータと周波数が条件を満たせばサブストレート・インタフェースに表面波が生じます。Momentumは、寄生カップリングと放射の両方を予測できます。

正確な回路モデルが存在しなかったり、その制限範囲を超えている場合： すべての回路シミュレータのパラメータ（幅、長さ、高さ、誘電定数など）には、制限があります。制限を超えると、徐々に破綻するモデルもあれば、すぐに大きなエラーが生じるモデルもあります。Momentumを使用すると、こうような制限範囲を超えてコンポーネントの影響をモデリングできます。例えば、デザイン・キットのインダクタ値を超えた値が必要な場合は、Momentumがそのソリューションとなります。Momentumを使用すると、ユーザ定義コンポーネントの非常に正確な電気モデルが得られます。

Momentumによるデザイン・プロセス

以下のステップは、RFDE Momentumを使用したデザインの作成とシミュレーションのプロセスを説明したものです。

サブストレートの定義： サブストレートとは、回路を形成するための媒体です。デザインをシミュレートするには、サブストレートの定義が必要です。 サブストレートの定義には、サブストレートのレイヤ数と各レイヤの構成（物理的な特性）が含まれています。これは、サブスレート内の物理的なレイヤを配置する場所でもあり、これらのレイヤの金属特性も指定します。Momentumのサブストレート・ファイルが完成したら、プロセスのテクノロジー・ファイルとリンクします。

Momentumセルの作成： スパイラル・インダクタやICスタック上の金属トレースなどの平面デザインから始めます。Momentumデザイン(Momentumセル)を作成には、4種類の方法があります。

• スケマティックをレイアウトに変換する方法
• レイアウト内にデザインを直接描く方法
• 既存のレイアウトの一部をMomentumセルとして抽出する方法
• 外部ソースからレイアウトをインポートする方法

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RFDE Momentum セル

MomentumまたはMomentum RFモードの選択： Momentumは2つのシミュレーション・モード（マイクロ波またはRF）で動作します。デザイン・ゴールに基づいてモードを選択できます。マイクロ波の放射効果を含めた、全波電磁界シミュレーションが必要なデザインには、Momentum (マイクロ波)モードを使用してください。形状が複雑で、電気的に小さく、放射がないデザインには、Momentum RFモードを使用してください。また、放射が無視できるマイクロ波モデルの場合にはMomentum RFモードを選択することもできます。

ポート属性の割り当て： ポートは回路にエネルギーを注入するために使用します。これは、回路動作を解析するために必要となります。回路を作成するときにポートも作成し､Momentumのポート属性を割り当てます。アプリケーションに応じて、回路に使用可能なポートの種類がいくつかあります。

回路のシミュレート： シミュレーションの周波数範囲や掃引タイプなどの周波数パラメータを指定してシミュレーションの設定を行います。設定が完了したら、シミュレーションを開始します。シミュレーション・プロセスでは、サブストレートに対して計算されたグリーン関数とメッシュ・パターンを使用して、デザイン内の電流が計算されます。その後、電流に基づいてSパラメータが計算されます。アダプティブ周波数サンプリングが選択されている場合は、有理フィッティング・モデルに基づいて高速かつ正確なシミュレーションが実行されます。

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RFDE Momentum シミュレーションの設定

結果の表示： シミュレーションの結果は、Sパラメータまたは電磁界として保存されます。データ・ディスプレイまたはビジュアリゼーションを使用してSパラメータを表示できます。

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RFDE Momentum データ・ディスプレイ

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RFDE Momentum シミュレーションの進行

スケマティックへのバック・アノテート： Momentumシミュレーションの電磁界の結果は、他のパッシブ／アクティブ回路素子とともに回路シミュレーションを行うために、スケマティック(Cadence Composerなど)にバック・アノテートすることもできます。

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RFDE Momentum バック・アノテート スケマティック