同步协作工程帮助应对高速设计的热挑战

日期:2012-06-20

 

FLO/PCB预测电路板的温度和气流分布

随着Cisco产品的更新换代,功能逐步增加和运行速度提高也为热设计带来更多的挑战。对此,Cisco Systems已制订出一套能大大增强电子和机械工程师之间的协同设计的Temperature Aware设计流程。“这新方法减少了发现和解决热问题所需的时间,使在设计过程的较早阶段克服热问题成为可能,”在加州San Jose的Cisco Systems担任技术主管的 Herman Chu说,“过去从热分析学角度评估一个电路板可行性设计需要的五天时间现在似乎可以减少到两天半甚至更短的时间。”

 
在过去短短几年内,典型的PCB功率消耗已经从200瓦上升到600瓦,使热设计从相对次要的问题上升为设计和可靠性方面的主要问题。以往热设计方法的最大问题在于进行热建模所需的时间量。大概需用五天的时间获得首次结果,而大部分时间用在人工输入数据以及经常到硬件结构和其他电子工程师那里寻找缺失的信息。当然,在初始热模型创建过程中,也需要对电路板设计进行变更,这常常使得热模型在创建完成时便已作废。Cisco的热能工程师认为改进该过程的关键在于使硬件设计和热能工程中的信息流自动化。
 
他们得知了一种似乎能为改进该过程提供帮助的工具。这种工具就是FLO/PCB,与Cisco使用的PCB设计软件相结合。FLO/PCB促成了一种新的设计流程,在该流程中信息能在电子和机械设计过程中自由无误的传输。设计师们先将信息从PCB设计软件传输到热分析软件,这种3D计算流体动力学求解器能预测电路板两边的气流和温度。因此从设计过程的最早阶段就能进行散热处理。热分析过程中进行的布局变化可以传回PCB设计,这样就能为同时布局和热设计提供双向联通。
 
这套并行电子/热能工程新方法减少了识别和解决热问题所需的时间,使在设计过程的较早阶段克服热问题的隐患。热仿真所用信息的精确度也得到提高,从而提升了仿真结果的精确性。而实际的好处还远超过上述对比显示的结果,因为缩短热评估所需的时间可以使工程师做出更快的反应,并避免将额外的时间和资金投入到会产生散热缺陷的设计上。所有这一切的最大贡献是通过加速产品上市产生更多的收益。
 
 
 
FLOMERICS
 
 
FLOMERICS公司创立于1988年,是全球第一个开发专门针对电子设备热设计仿真软件的公司,自1989年推出FLOTHERM电子热分析软件以来就一直居于市场领导地位并引领该行业的技术发展。目前FLOMERICS公司还是一家在伦敦股票交易所上市的高技术软件公司。在1999年,FLOMERICS公司还兼并了在时域电磁场分析方面全球领先的KCC软件公司,推出了全球首个系统结构级电磁兼容仿真软件FLO/EMC,目前FLO/EMC和FLOTHERM软件已实现完全无缝和同一界面的协同设计,可共享几何模型,令结构设计工程师可以快速方便地全面分析系统的散热与电磁兼容性这一对矛盾并得出符合二者要求的设计方案。2004年初,FLOMERICS公司还推出了专门针对电子线路设计工程师开发的PCB电路板级热设计软件FLO/PCB以及与Cadence公司Allegro无缝接口的FLO/PCB for Allegro软件。2005年5月,FLOMERICA公司全资收购了MicReD公司,推出T3Ster热测试系统并在硅谷建立了测试实验室;2006年7月,FLOMERICS公司收购了以研发流动和传热的仿真技术见长的NIKA GmbH 公司全部股份资本,将CFD技术深度嵌入主流MCAD 软件,不但为FLOTHERM软件未来的发展注入了新的技术动力,并将客户扩展到非电子设计领域。
(注:著名三维CAD软件开发商SOLIDWORKS公司的流体及热分析软件COSMOS-FLOWORKS就一直是由NIKA GmbH 公司开发的)
 
作为电子热分析领域技术的领导者和标准制定者,FLOMERICS公司拥有业内数量最大的电子热分析专家队伍,FLOTHERM不但是全球第一套专业电子散热分析软件,也是目前唯一拥有参数化和目标驱动优化设计功能、全球标准IC封装热分析模型库(Flopack)及CAD模型自动热等效简化功能的软件,其中Flopack芯片封装热分析模型已被美国JEDEC组织作为全球唯一的IC热模型标准。FLOMERICS公司一直并会继续领导全球电子散热设计技术的发展。
 
Flo/EMC软件是目前全球唯一专业分析系统级电磁兼容性的仿真软件,其核心采用基于时域的先进的Advanced TLM---高级传输线法。Flo/EMC拥有一次求解就获得整个系统频率响应(屏蔽效能)的高效分析能力,另外还独家拥有处理通风孔、缝隙、空间线缆、集总电路等系统级EMC分析关键细节的TLM等效模型技术,真正实现了宽频带、大尺寸的系统级电磁兼容性仿真分析。
 
依据独立的第三方调查显示,目前全球80%以上的电子产品热设计工程师都在依靠本公司的FLOTHERM与Flo/EMC软件进行散热设计与电磁兼容性分析,客户包括大型跨国电气产品制造商、全球所有位于前十位的PC/工作站/大型计算机制造商、所有主要的电信交换设备制造商、所有主要的网络硬件制造商、世界上最大的半导体制造商和航空航天及军事领域内最大的几个供应商。
 
Microstripes是功能强大的三维电磁计算仿真软件。Microstripes三维电磁场分析软件采用高级时域传输线矩阵(TLM)求解Maxell方程组。在时域通过冲击脉冲激励,可以一次性求解出系统整个宽频的响应。Microstripes友好的图形操作界面,独特OCTREE网格划分技术等特点使其成为分析复杂、电大尺寸天线及微波器件模型电磁场特性的理想工具。
 
FLOMERICS公司在全球40几个国家和地区都有分支机构或分销商从事市场与技术支持,其中英国、美国、法国、德国、意大利、瑞典、中国、日本、韩国、新加坡、印度等地区都拥有全资分支机构,覆盖了全球所有主要的电子生产、研发地区。
 
 
 

 

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