Trước khi đưa thiết kế vào chế tạo thực tế, các kỹ sư cần có quyền truy cập vào một bản sao số thống nhất (digital twin) hay một “thực tại song song” (parallel reality), nơi họ có thể nhanh chóng mô phỏng, dự đoán, tinh chỉnh và xác minh mọi khía cạnh của thiết kế. Họ cần một giải pháp Shift-Left cho phép làm chủ các tín hiệu điện khác nhau nhưng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau ngay trong môi trường thiết kế quen thuộc của mình.

Tuy nhiên, thực tế hiện nay lại khá rời rạc. Các công cụ phân tích Signal Integrity (SI) tách biệt với các công cụ Power Integrity (PI), và các công cụ này lại tiếp tục tách biệt với các công cụ phân tích EMI. Điều này dẫn đến thời gian chạy mô phỏng kéo dài cho từng loại phân tích riêng lẻ, quy trình làm việc bị ngắt quãng, đồng thời phát sinh nhiều rủi ro sai sót khi phải chuyển đổi dữ liệu thủ công giữa các lĩnh vực khác nhau. Kết quả là việc xây dựng một bản sao số (digital twin) thống nhất cho thiết kế trở nên khó khăn hơn rất nhiều.

Điều gì sẽ xảy ra nếu ngày nay các nhà thiết kế chỉ cần MỘT công cụ duy nhất có thể kết nối mọi khía cạnh trong thiết kế của họ, mang lại năng lực phân tích vượt trội cùng khả năng kiểm soát toàn diện đối với “vũ trụ” thiết kế của mình?

Bộ giải pháp HyperLynx: Sáu công cụ, một môi trường thống nhất.

Bộ giải pháp HyperLynx của Siemens EDA là nơi cuộc chơi bắt đầu. Với hệ sinh thái các công cụ mô phỏng và xác minh được tích hợp hoàn toàn dành cho thiết kế PCB hiện đại, HyperLynx đáp ứng mọi nhu cầu của bạn, từ khám phá thiết kế sơ đồ nguyên lý (schematic) và phân tích trước khi bố trí mạch (pre-layout), cho đến xác minh sau khi hoàn thành bố trí mạch (post-layout), với tất cả các thành phần phối hợp hoạt động cùng nhau ngay từ ngày đầu tiên.

HyperLynx được định vị như một giải pháp giúp xây dựng bản sao số (digital twin) cho phần điện của sản phẩm bằng cách cho phép mô phỏng chính xác hành vi điện ở cả cấp độ bo mạch và hệ thống.

Được thiết kế để đưa các khả năng mô phỏng tiên tiến vào quy trình thiết kế PCB phổ biến, HyperLynx cung cấp các luồng làm việc tự động có hướng dẫn (automated guided flows), giúp các kỹ sư đưa ra quyết định chính xác và tự tin hơn ngay từ giai đoạn đầu của quá trình thiết kế trong chính môi trường làm việc quen thuộc của họ. Điều này giúp giảm số lượng nguyên mẫu vật lý cần chế tạo và rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm. HyperLynx hoạt động liền mạch với nhiều công cụ thiết kế PCB của các nhà cung cấp khác và là sự bổ sung lý tưởng cho bất kỳ quy trình thiết kế PCB nào.

Bộ giải pháp HyperLynx bao gồm sáu công cụ tích hợp::

1. Signal Integrity (SI) – Toàn vẹn tín hiệu

Phân tích các giao tiếp Double Data Rate (DDR), các kênh truyền tốc độ cao SerDes và các tín hiệu thông dụng khác nhằm đảm bảo chất lượng tín hiệu và biên độ hoạt động an toàn của hệ thống. Các kỹ sư có thể thực hiện phân tích SI bằng LineSim ngay từ giai đoạn đầu của quá trình thiết kế hoặc xác thực kết quả sau khi hoàn thành bố trí mạch (post-layout) mà không cần thiết lập phức tạp.

2. Power Integrity (PI) – Toàn vẹn nguồn

Các thiết kế hiện đại thường gặp lỗi do vấn đề nguồn điện nhiều hơn là do lỗi logic. HyperLynx PI cho phép kỹ sư thực hiện phân tích sụt áp DC (DC Drop Analysis), phân tích tụ điện khử nhiễu AC (AC Decoupling Analysis) và tối ưu hóa mạng phân phối nguồn (PDN Optimization).

3. Schematic Analysis (SA) – Phân tích sơ đồ nguyên lý

HyperLynx SA tự động hóa quá trình phân tích sơ đồ nguyên lý ở cấp độ bo mạch cho mọi quy trình thiết kế PCB. Giải pháp cho phép kỹ sư kiểm tra toàn diện tất cả các mạng tín hiệu (nets) trên sơ đồ nguyên lý thông qua thư viện mô hình phong phú.

4. Electrical Design Rule Check (DRC) – Kiểm tra quy tắc thiết kế điện

HyperLynx DRC sử dụng công cụ hình học 3D độc đáo để phát hiện các lỗi và xử lý những vấn đề thiết kế phức tạp mà các phương pháp mô phỏng truyền thống thường khó phát hiện. Nhờ đó, các chuyên gia SI có thể giao các công việc kiểm tra thiết kế cho những kỹ sư ít kinh nghiệm hơn mà vẫn đảm bảo độ tin cậy.

5. Analog Mixed-Signal (AMS) Simulation – Mô phỏng tương tự và hỗn hợp tín hiệu

HyperLynx AMS mô phỏng hoạt động lý tưởng của thiết kế nhằm kiểm tra xem các mạch cơ bản có hoạt động chính xác hay không, đồng thời đánh giá khả năng đáp ứng các yêu cầu về điện của hệ thống.

6. Advanced Solvers (AS) – Bộ giải thuật mô phỏng nâng cao

HyperLynx AS cung cấp khả năng mô hình hóa 3D phục vụ phân tích ở cấp độ hệ thống, cho phép thực hiện các phân tích có độ chính xác cao đối với giao tiếp DDR, các kênh SerDes và toàn vẹn nguồn AC. Giải pháp tự động trích xuất và giải các mô hình PCB trong các quy trình phân tích này.

HyperLynx AS có 3 loại bộ giải (Solver):

• Full Wave Solver (FWS) – Bộ giải sóng điện từ toàn phần

Được sử dụng để mô phỏng hành vi điện từ ở tần số rất cao của các cấu trúc điện từ 3D có hình học bất kỳ. Bộ giải này cung cấp độ chính xác cao trong việc phân tích các hiện tượng điện từ phức tạp, đặc biệt phù hợp với các ứng dụng tốc độ cao và tần số cao.

• Hybrid Solver – Bộ giải lai

Được thiết kế để tạo các mô hình điện từ (EM) cho các cấu trúc điện tử nhiều lớp. Bộ giải này tối ưu hóa hiệu suất mô phỏng bằng cách chia các thiết kế lớn thành các thành phần như đường mạch (traces), mặt phẳng nguồn/mass (planes) và lỗ xuyên lớp (vias). Nhờ đó, Hybrid Solver đặc biệt phù hợp cho phân tích giao tiếp DDR có xét đến ảnh hưởng của nguồn (power-aware DDR analysis) và phân tích toàn vẹn nguồn AC trên toàn bộ bo mạch.

• Quasi-Static Solver – Bộ giải giả tĩnh (Fast 3D Solver)

Có khả năng xử lý các cấu trúc lớn hơn so với Full Wave Solver. Bộ giải này thường được sử dụng để xây dựng mô hình package với các tham số ký sinh (parasitics) và tương tác ghép nối giữa các chân (pin-to-pin coupling). Ngoài ra, nó còn phù hợp cho các ứng dụng tương tự (analog) hoạt động dưới 1 GHz, nơi các cấu trúc PCB có thể được xem như các phần tử tập trung (lumped elements).

HyperLynx AS cung cấp hai phương pháp tối ưu hóa thiết kế tự động:

• HyperLynx 3D Explorer (3DEX): Được thiết kế cho các không gian thiết kế có quy mô nhỏ đến trung bình, HyperLynx 3D Explorer (3DEX) cho phép mô hình hóa hành vi điện từ (EM) với độ chính xác cao, đồng thời vẫn dễ sử dụng đối với cả những kỹ sư không chuyên sâu về điện từ học. Công cụ giúp người dùng nhanh chóng đánh giá các phương án thiết kế và tìm ra giải pháp phù hợp mà không cần kiến thức chuyên môn sâu về mô phỏng EM.
• HyperLynx Design Space Exploration (DSE): Được thiết kế cho các không gian thiết kế rất lớn với hơn 100.000 hoán vị (permutations), HyperLynx Design Space Exploration (DSE) sử dụng công nghệ tối ưu hóa HEEDS Software kết hợp với thuật toán thông minh SHERPA để tự động khám phá các phương án thiết kế và nhanh chóng xác định giải pháp tối ưu. Công cụ này giúp giảm đáng kể thời gian thử nghiệm thủ công, đồng thời nâng cao hiệu quả tìm kiếm các thiết kế đáp ứng tốt nhất các yêu cầu về hiệu năng và độ tin cậy.

Các giải pháp này giúp chuyển đổi quy trình phân tích và xác minh PCB từ phương pháp thử và sai (trial-and-error) sang một quy trình làm việc dựa trên mô phỏng (simulation-driven), có khả năng dự đoán và kiểm soát cao.

Thay vì phải tổng hợp và đối chiếu kết quả từ nhiều công cụ mô phỏng riêng lẻ, HyperLynx mang đến cho người dùng khả năng kiểm soát toàn diện đối với thiết kế. Mỗi công cụ trong bộ giải pháp đều đủ mạnh để hoạt động như một giải pháp độc lập, nhưng giá trị thực sự được phát huy khi chúng được sử dụng cùng nhau trong một môi trường tích hợp thống nhất. Sự kết hợp này giúp các kỹ sư có được cái nhìn toàn diện về thiết kế, đẩy nhanh quá trình xác minh, giảm thiểu rủi ro phát sinh lỗi và đưa ra các quyết định thiết kế chính xác hơn ngay từ giai đoạn đầu của dự án.

HyperLynx  không chỉ là một bộ công cụ. Đây còn là một triết lý thiết kế “shift-left”, trong đó việc phân tích được đưa về giai đoạn sớm nhất có thể, mô phỏng thay thế cho việc phỏng đoán và tự động hóa đảm nhiệm các tác vụ lặp lại, qua đó giúp đảm bảo quá trình xác minh sign-off vững chắc và đáng tin cậy.

Liên hệ với VBTECH để được tư vấn trực tiếp: