結(jié)合MDA-EDA集成電子散熱的仿真解決方案

隨著目前電子產(chǎn)品的功能越來越復(fù)雜，功耗越來越大；系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量也越來越大，而PCB的集成密度卻越來越高。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，PCB板的面積已經(jīng)縮小一半，而板上集成的元器件卻增加了3.5倍，整個(gè)PCB板的集成密度增加了7倍。PCB板和系統(tǒng)在朝著密度更高、速度更快、發(fā)熱量更大的方向發(fā)展。另外，由于電路板過熱引發(fā)的問題也越來越受到關(guān)注，熱仿真將成為電子設(shè)計(jì)過程中一個(gè)不可或缺的步驟。傳統(tǒng)的熱仿真測試主要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段進(jìn)行，MDA和EDA之間不能很好銜接。日前，Mentor Graphics公司推出了一款可覆蓋從概念設(shè)計(jì)階段至設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段的電子散熱方案—FloTHERMXT，它支持在所有設(shè)計(jì)階段進(jìn)行熱仿真測試，是首個(gè)結(jié)合MDA-EDA電子散熱仿真的解決方案，能夠顯著縮短從概念到詳細(xì)設(shè)計(jì)的流程時(shí)間。

應(yīng)用于整個(gè)設(shè)計(jì)階段

如圖1所示，以一個(gè)TP-Link的設(shè)計(jì)為例，F(xiàn)loTHERM XT可幫助工程師在概念設(shè)計(jì)階段至設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段隨時(shí)進(jìn)行電子散熱仿真。在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段，工程師可以直接建立或從已有的軟件庫中導(dǎo)入所需元器件進(jìn)行最初的PCB概念布局，之后放置外部的機(jī)箱，并可從不同角度觀察放置的位置和方向，以及元器件的大小、厚度等可能影響系統(tǒng)發(fā)熱的參數(shù)；這時(shí)可進(jìn)行系統(tǒng)熱仿真測試，觀察PCB上各元器件的發(fā)熱情況，如存在過熱情況，則進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，如增加通風(fēng)孔或散熱片，并觀察設(shè)計(jì)改變后的氣流流動(dòng)情況，是否已符合系統(tǒng)的散熱需求。進(jìn)入實(shí)際設(shè)計(jì)后，工程師可以從EDA設(shè)計(jì)工具中直接導(dǎo)入已完成的設(shè)計(jì)，經(jīng)簡化后(過濾不發(fā)熱器件)，導(dǎo)入FloTHERM XT進(jìn)行PCB的熱仿真分析。同時(shí)，也可對(duì)元器件進(jìn)行熱分析并進(jìn)行調(diào)整。最后導(dǎo)入MDA外殼，在模擬應(yīng)用環(huán)境中對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行熱仿真，符合設(shè)計(jì)要求后導(dǎo)出具體的仿真結(jié)果報(bào)告。

縮短流程時(shí)間

除了可結(jié)合MDA-EDA，為覆蓋概念設(shè)計(jì)階段至設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段提供完整的電子散熱仿真解決方案，經(jīng)FloTH ERMXT優(yōu)化后的電子散熱處理過程相較于傳統(tǒng)的處理過程大大節(jié)省了運(yùn)行時(shí)間。傳統(tǒng)的與EDA/MDA協(xié)同工作的方法復(fù)雜且費(fèi)時(shí)，具體流程圖如圖2(a) 所示，從M DA導(dǎo)入時(shí)，需先進(jìn)行簡化、導(dǎo)出CAD以及幾何清理，再進(jìn)行裝配模型和網(wǎng)絡(luò)劃分、求解、后處理和報(bào)表生成等步驟，通常，網(wǎng)絡(luò)劃分和求解(批處理)步驟不容易成功，失敗時(shí)需不斷重復(fù)之前的步驟，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)間過長。從EDA導(dǎo)入時(shí)網(wǎng)格劃分步驟也面臨相同的問題。不斷重復(fù)的驗(yàn)證過程會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)時(shí)間的浪費(fèi)。而經(jīng)FloTHERM XT優(yōu)化后的EDA/M DA協(xié)同工作，如圖2( b)所示，可大大縮短設(shè)計(jì)流程的時(shí)間。從MDA導(dǎo)入時(shí)，可直接過濾額外的細(xì)節(jié)，F(xiàn)loTHERM XT的過濾器還可設(shè)置自動(dòng)記憶，大大節(jié)省裝配模型和網(wǎng)絡(luò)劃分的時(shí)間，還可引用原始檔案和自動(dòng)記憶的內(nèi)容。從EDA導(dǎo)入時(shí)，通過FloEDA接口，也大大節(jié)省了處理的步驟，縮短了運(yùn)行的時(shí)間。

圖2(b)：FloTHERM XT優(yōu)化了與EDA/MDA協(xié)同工作流程。

FloTHERM XT應(yīng)用領(lǐng)域

FloTHERM XT改變了原有電子散熱處理只能在設(shè)計(jì)完成后才進(jìn)行仿真測試的做法，支持從概念階段就開始仿真，貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過程，后期設(shè)計(jì)過程中的迭代步數(shù)少，可更快驗(yàn)證或排除試驗(yàn)性的改動(dòng)，通過更多的“假設(shè)分析”，獲得更優(yōu)競爭力的產(chǎn)品，減少對(duì)熱學(xué)專家的依賴，縮小了EDA和MDA協(xié)同工作的間隙，幫助客戶開發(fā)更具競爭力和可靠性的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)更短的產(chǎn)品上市時(shí)間。在電信用路由器、計(jì)算機(jī)顯卡、汽車中的泵控制器以及智能手機(jī)、醫(yī)療、航空等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，可幫助客戶提高設(shè)計(jì)的效率，并提高產(chǎn)品的可靠性。