結合MDA-EDA集成電子散熱的仿真解決方案

隨著(zhù)目前電子產(chǎn)品的功能越來(lái)越復雜，功耗越來(lái)越大；系統產(chǎn)生的熱量也越來(lái)越大，而PCB的集成密度卻越來(lái)越高。據相關(guān)數據顯示，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板和系統在朝著(zhù)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(guò)熱引發(fā)的問(wèn)題也越來(lái)越受到關(guān)注，熱仿真將成為電子設計過(guò)程中一個(gè)不可或缺的步驟。傳統的熱仿真測試主要在產(chǎn)品設計驗證階段進(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計階段至設計驗證階段的電子散熱方案—FloTHERMXT，它支持在所有設計階段進(jìn)行熱仿真測試，是首個(gè)結合MDA-EDA電子散熱仿真的解決方案，能夠顯著(zhù)縮短從概念到詳細設計的流程時(shí)間。

應用于整個(gè)設計階段

如圖1所示，以一個(gè)TP-Link的設計為例，FloTHERM XT可幫助工程師在概念設計階段至設計驗證階段隨時(shí)進(jìn)行電子散熱仿真。在產(chǎn)品概念設計階段，工程師可以直接建立或從已有的軟件庫中導入所需元器件進(jìn)行最初的PCB概念布局，之后放置外部的機箱，并可從不同角度觀(guān)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發(fā)熱的參數；這時(shí)可進(jìn)行系統熱仿真測試，觀(guān)察PCB上各元器件的發(fā)熱情況，如存在過(guò)熱情況，則進(jìn)行設計修改，如增加通風(fēng)孔或散熱片，并觀(guān)察設計改變后的氣流流動(dòng)情況，是否已符合系統的散熱需求。進(jìn)入實(shí)際設計后，工程師可以從EDA設計工具中直接導入已完成的設計，經(jīng)簡(jiǎn)化后(過(guò)濾不發(fā)熱器件)，導入FloTHERM XT進(jìn)行PCB的熱仿真分析。同時(shí)，也可對元器件進(jìn)行熱分析并進(jìn)行調整。最后導入MDA外殼，在模擬應用環(huán)境中對整個(gè)設計進(jìn)行熱仿真，符合設計要求后導出具體的仿真結果報告。

縮短流程時(shí)間

除了可結合MDA-EDA，為覆蓋概念設計階段至設計驗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(guò)程相較于傳統的處理過(guò)程大大節省了運行時(shí)間。傳統的與EDA/MDA協(xié)同工作的方法復雜且費時(shí)，具體流程圖如圖2(a) 所示，從M DA導入時(shí)，需先進(jìn)行簡(jiǎn)化、導出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)需不斷重復之前的步驟，導致運行時(shí)間過(guò)長(cháng)。從EDA導入時(shí)網(wǎng)格劃分步驟也面臨相同的問(wèn)題。不斷重復的驗證過(guò)程會(huì )導致設計時(shí)間的浪費。而經(jīng)FloTHERM XT優(yōu)化后的EDA/M DA協(xié)同工作，如圖2( b)所示，可大大縮短設計流程的時(shí)間。從MDA導入時(shí)，可直接過(guò)濾額外的細節，FloTHERM XT的過(guò)濾器還可設置自動(dòng)記憶，大大節省裝配模型和網(wǎng)絡(luò )劃分的時(shí)間，還可引用原始檔案和自動(dòng)記憶的內容。從EDA導入時(shí)，通過(guò)FloEDA接口，也大大節省了處理的步驟，縮短了運行的時(shí)間。

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

FloTHERM XT應用領(lǐng)域

FloTHERM XT改變了原有電子散熱處理只能在設計完成后才進(jìn)行仿真測試的做法，支持從概念階段就開(kāi)始仿真，貫穿整個(gè)設計過(guò)程，后期設計過(guò)程中的迭代步數少，可更快驗證或排除試驗性的改動(dòng)，通過(guò)更多的“假設分析”，獲得更優(yōu)競爭力的產(chǎn)品，減少對熱學(xué)專(zhuān)家的依賴(lài)，縮小了EDA和MDA協(xié)同工作的間隙，幫助客戶(hù)開(kāi)發(fā)更具競爭力和可靠性的產(chǎn)品，實(shí)現更短的產(chǎn)品上市時(shí)間。在電信用路由器、計算機顯卡、汽車(chē)中的泵控制器以及智能手機、醫療、航空等領(lǐng)域都有廣泛的應用，可幫助客戶(hù)提高設計的效率，并提高產(chǎn)品的可靠性。