|意外的耦合问题越来越多( 三 )

此外，越来越多的芯片包含多个无线电，它们的频率也在上升。 “想想一部手机，你可能有 14 个不同的射频系统服务于不同的频段， ”Ansys 的 Carpenter 说。 “你有 GPS ，几个 LTE 频段，你有低端的近场通信，你有潜在的毫米波系统在这些手机的高端。而且必须担心那个紧凑紧凑的包装中的所有东西。如果干扰进入接收器，它可能会破坏其智能接收信号的能力。随着频率的提高，更多的东西变成了有效的天线。
无线电频率正在增加复杂性。是德科技的系统仿真部门经理 Ian Rippke 说：“过去，您可以很容易地对无源器件进行建模，但有一些损失，或者更复杂一些，例如 S 参数模型。 ” “但在 25GHz、39GHz、商用无线频率或高达 77GHz 的汽车雷达，或者看一下推动 100+ GHz 的新兴 6G 环境，在这些频率上没有什么是无源的。一切都在寻找辐射和传播的方法。无论是数字组件还是射频组件，在某些时候，封装看起来不再像传统的大于四分之一波长的封装，而是开始对整体信号产生一些实际影响。 ”
另一个在 2.5D 和 3D 系统中变得越来越重要的耦合是热耦合。 “随着设计人员减小设备尺寸并集成更多组件，热管理对于确保产品寿命和减少平均故障间隔时间 (MTBF) 至关重要， ”Hess 说。 “必须对整个设计进行整体仿真，以确保其电气可行性，以及其电热可行性。 ”
“热的频率往往要低得多，并且需要在很长一段时间内进行仿真， ”费萨尔说。 “这就是建模的用武之地。当您开始进行热分析时，您不必担心每个晶体管。你只需将它们归为几个电流源，然后运行许多较小的模拟。 ”这可能需要在建模方面重新考虑。
活动依赖性
增加挑战的是这些耦合中有许多是活动依赖性的。 “会发生什么取决于你用那个单元做什么， ”卡彭特说。 “这可以改变你对电源轨施加的调制类型，它们耦合到信号总线、进入中频链等。要探索所有这些，除了建模和仿真之外别无他法。 ”
这将是小芯片的重大挑战，其中相邻设备的活动是未知的。 “你可以拥有一个以不同方式封装的基础芯片， ”Thiagarajan 说。 “所以现在，虽然你可能有一个设计，但与不同的应用程序相比，它可能有一组不同的 PVT 角来表征和验证。您可能会在较新的角落看到耦合的可能性，而这在先前应用的 PVT 角落中并不普遍。也许它发生在具有低电压余量的电路上。也许在第二个应用程序中，有更多的高频信号飞来飞去，或者某个时钟在另一个应用程序中不存在。也许在其他应用中发生了更多的电源 dI/dt 切换，并且可以耦合回该信号。 ”
规划所有这些可能的交互是必不可少的。 “一般来说，由于电容/电感耦合，快速开关信号（称为干扰源）会在低活动信号（称为受害者）中引入不需要的干扰，这可能会显着降低整体系统级性能， ”Francesco Settino 说， “这些问题可能会由于在开发周期中检测到的规格违规问题太晚而导致封装重新设计。因此，包装设计开始在最终产品的成本和性能方面发挥关键作用。 ”
这可能需要新的建模和分析能力。 “共存建模可以探索其中一些问题，即使您将系统框图放在一起， ”Carpenter 说。 “一组特定的块能很好地协同工作吗？他们会干涉吗？或者这个设计是我们需要调整的东西，我们可以从这个提议的设计中的失败中理解什么？当我们通过建模和仿真对其进行检查时，可以从中收集到哪些见解，以便我们了解应该避免什么或在哪里可以建立更多利润？”