電子自動化設計與電磁仿真軟件ADS硬件配置探討202011

UltraLAB

2020年11月5日 09:49

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一 ADS 自動化設計與仿真軟件介紹

先進設計系統ADS（Advanced Design System的縮寫）是Keysight（是德）的射頻、微波和信號完整性和電源完整性設計平臺。PathWave ADS 提供完整、綜合、簡單易用的 3D EM 電路和系統仿真器。設計人員可以在一個工具中執行 EM 和電路協同仿真。PathWave 將原理圖、版圖、電路、電熱協同仿真和三種全波 3D EM 技術與集成電路（IC）、封裝、層壓板、PCB 和 3D EM元器件協同設計整合到了一個軟件工具中，使設計人員的工作效率可以極大提高，并顯著降低成本

ADS 提供了一套極其全面的仿真技術，讓您可以很方便地調用。這些技術包括：S 參數、A C 分析、諧波平衡、高頻SP I C E 、卷積、電路包絡、高速通道、K eysight P tolemy 系統數據流、Momentum 三維平面電磁以及全三維有限元電磁場求解器

二．ADS求解算法計算特點

ADS具有創新和行業領先的仿真技術：
?線性頻域模擬器
?諧波平衡非線性頻域模擬器
?X參數發生器模擬器
?電路包絡混合時/頻域非線性仿真器
?瞬態/卷積時域模擬器
?信號完整性通道模擬器
?托勒密(Ptolemy)系統模擬器
?Momentum 3D平面電磁模擬器（MoM）
?有限元全3D電磁模擬器（FEM）

2.1 矩量法（MOMentum）三維平面電磁仿真器
?使用多達 16 個內核的 64 位計算機進行的多線程仿真，容量更大，速度更快
?高級模型編輯器生成定制的參數化電磁場元器件庫，可用于快速仿真和優化
?三維空間的表面電流和平面天線輻射顯示
?儀器尺寸參數與電路和系統元器件的優化
?在圖表中生成類似版圖的元器件，可對電路或系統元器件建立無誤連接
?用戶可選的微波全波或快速射頻準靜態模式電磁仿真
?自適應頻率掃描，能夠自動快速地在整個仿真頻段內找出全部諧振頻率。
?任意多邊形網格，可適應性減少網格，從而獲得最佳的速度、精度和容量
?側壁電流和耦合的厚金屬分析
?任何電路或系統仿真節點的電磁激勵
?在計算群上驅動 Momentum Turbo（W2343）并行仿真，可額外加速 6 倍

2.2 全波三維 FEM 電磁仿真器
?在 ADS 中快速、正確地設置電磁－電路協同仿真
?配有直接和迭代求解程序，可同時實現出色的精度和容量
?穩健高效的三維網格發生器，具有自適應網格劃分功能，可提供用戶指定的精度
?自適應頻率掃描，使用最少的仿真頻率點自動快速查找全部諧振頻率
?對稱平面，可加快仿真速度并提高容量
?常用結構的三維參數化元器件（例如焊線、焊珠、焊接凸點、連接器和封裝），可加快三維設計輸入速度，并支持對電路元器件進行幾何結構掃描和協同優化
?多線程直接和迭代求解程序，只需一個許可證即可使用最多 16 個 CPU 內核

2.3 FDTD 時域有限差分求解器
FDTD方法基于整個空間中電場和磁場的體積采樣。 FEM網格由四面體單元組成，而FDTD網格通常由矩形（Yee）單元構成。 FDTD方法在逐步穿越電磁場傳播時跟隨電磁波的過程中更新場值。結果，單個FDTD仿真可以提供超寬頻率范圍內的數據。
FDTD 仿真計算并行效率高，非常適合在最新的多核CPU、大型GPU卡上并行運行，在基于 NVIDIA CUDA 的 GPU 上運行。這個 GPU 擁有數百個內核，與可能只有少量內核的 CPU 相比，可以更快完成仿真。請注意，FDTD 問題越大，所需要的顯存就越大。
由于FDTD能夠結合各種線性和非線性材料和器件，因此可用于研究各種應用，包括：天線設計，微波電路，生物/電磁效應，EMC / EMI問題和光子學。
FDTD 仿真器組件提供了從 EMPro 3D EM 平臺運行 FDTD 仿真的能力，與 FEM 相比，FDTD 更適合用于波長更大的結構。例如考慮到整個移動電話和人體的天線仿真，以及信號完整性應用的信道/背板仿真。

三．ADS設計與仿真硬件配置推薦

NO	品牌與型號	配置規格	價格
（一) 高速設計型
1.1	H380 14816-S5A	4核@4.8GHz /16GB DDR4 /QuaroP620 /480GB SSD系統盤 +2TB SATA企業級/塔式(750w)/32寸-2K圖顯	16990
1.2	H390 14932-S5A	6核@4.9GHz /32GB DDR4 /QuaroP620 /480GB SSD系統盤 +4TB SATA企業級/塔式(750w)/32寸-2K圖顯	19800
1.3	H390 14948-SAA	8核@4.9GHz /48GB DDR4 /QuaroP620 /960GB SSD系統盤 +4TB SATA企業級/塔式(750w)/32寸-2K圖顯	24990
1.4	H390 15064-SAB	10核@5.0GHz /64GB DDR4 /QuaroP1000 /960GB SSD系統盤 +4TB SATA企業級/塔式(750w)/32寸-2K圖顯	31500
（二) 設計與電磁仿真計算型（MOM/FEM算法求解型）
2.1	AX410 142128-SBB	Intel 10代至尊處理器（18核@4.2GHz ）/ 128GB DDR4 /QuaroP1000 /1.9TB SSD系統盤 +6TB SATA企業級/塔式(750w)/32寸-2K圖顯	43900
2.2	EX630i 241192-SBB	2顆Xeon G6246處理器（24核@4.1GHz ）/ 192GB DDR4 /QuaroP1000 /1.9TB SSD系統盤 +8TB SATA企業級/塔式(865w)/32寸-2K圖顯	97500
2.3	Alpha730 441256-MBB	4顆Xeon G6246處理器（48核@4.1GHz ）/ 256GB DDR4 /Quadro P2000 /2TB M2.SSD系統盤+10TB SATA企業級/雙塔式(1600w冗余)/32寸-2K圖顯	199990
2.4	Alpha730 443384-PCC	4顆Xeon G6256處理器（48核@4.3GHz ）/ 384GB DDR4 /RTX4000 /4TB Pcie-SSD系統盤+10TB SATA企業級/雙塔式(1600w冗余)/32寸-2K圖顯	235000
（三) FDTD算法計算型
3.1	EX630i 228192-SAB	2顆Xeon G5218處理器（32核@2.8GHz ）/ 192GB DDR4 /QuaroP1000 /1.9TB SSD系統盤 +6TB SATA企業級/塔式(865w)/32寸-2K圖顯	59990
3.2	EX630i 232192-SAB	2顆Xeon G6248處理器（40核@3.2GHz ）/ 192GB DDR4 /QuaroP2000 /1.9TB SSD系統盤 +6TB SATA企業級/塔式(865w)/32寸-2K圖顯	86000
3.3	EX630i 235384-SAB	2顆Xeon G6248R處理器（48核@3.5GHz ）/ 384GB DDR4 /QuaroP2000 /1.9TB SSD系統盤 +6TB SATA企業級/塔式(865w)/32寸-2K圖顯	99990
3.4	EX630i 232384-MAB	2顆Xeon G6258R處理器（56核@3.2GHz ）/ 384GB DDR4 /QuaroP2000 /2TB M2.SSD系統盤 +10TB SATA企業級/塔式(865w)/32寸-2K圖顯	123000
（四) 多用戶/多任務計算型
4.1	Alpha730 428256-PCA	4顆Xeon 金5218處理器（64核@2.8GHz ）/ 256GB DDR4 /Quadro P1000 /4TB Pcie-SSD系統盤+10TB SATA企業級/柜式(1600w冗余)/27寸-4K圖顯	135000
4.2	Alpha730 432384-PCA	4顆Xeon 金6248處理器（80核@3.2GHz ）/ 384GB DDR4 /Quadro P1000 /4TB Pcie-SSD系統盤+10TB SATA企業級/柜式(1600w冗余)/27寸-4K圖顯	185000
4.3	Alpha730 435768-PCC	4顆Xeon 白金8268處理器（96核@3.5GHz ）/ 768GB DDR4 /RTX4000 /4TB Pcie-SSD系統盤 +12TB SATA企業級/柜式(1600w冗余)/27寸-4K圖顯	299990
4.4	Alpha730 432768-PCC	4顆Xeon 白金8280處理器（112核@3.2GHz ）/ 768GB DDR4 /RTX4000 /4TB Pcie-SSD系統盤 +16TB SATA企業級/柜式(1600w冗余)/27寸-4K圖顯	399990