Phần mềm thiết kế mô phỏng cao tần Keysight Advanced Design System (ADS) mang đến một giải pháp toàn diện, tích hợp đầy đủ các bộ công cụ cho phép người sử dụng lựa chọn các khuôn đúc MMIC của rất nhiều các nhà sản xuất IC trên thế giới để tối ưu tính năng, lợi nhuận và các tiêu chuẩn của vi mạch MMIC.
MMIC đang là lĩnh vực quan trọng của kỹ thuật vô tuyến điện tử, với ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực tần số cao, tốc độ truyền dữ liệu lớn, thực hiện các nhiệm vụ như trộn tín hiệu, khuếch đại tạp âm thấp, các bộ khuếch đại công suất…Đặc biệt là trong các hệ thống vô tuyến sử dụng kỹ thuật anten mạng pha hiện nay, người ta sử dụng các mô đun khuếch đại công suất đặt gần các chấn tử anten để tiết kiệm năng lượng, giảm tổn hao năng lượng từ máy phát đến anten và giảm thiểu kích thước của các hệ thống anten. Các mô đun khuếch đại công suất này thường sử dụng công nghệ MMIC. Ngoài ra, các phương tiện di chuyển với các thiết bị dẫn đường, các thiết bị thông tin không dây… sử dụng rất nhiều các mô đun thu phát ứng dụng công nghệ MMIC.
Để thỏa mãn các yêu cầu của thị trường về giá thành và tốc độ cung cấp các sản phẩm thì cách tốt nhất đối với các nhà thiết kế chế tạo đó là sử dụng giải pháp phần mềm có tích hợp đầy đủ các tính năng như thiết kế hệ thống, kết nối với các phương tiện đo kiểm, khả năng mô phỏng và kiểm tra bức xạ trường điện từ.
Ảnh 1: Mô hình thiết kế IC điển hình
Giải pháp phần mềm ADS cho thiết kế MMIC
Với phần mềm ADS, Keysight Technologies mang đến một giải pháp toàn diện, tích hợp đầy đủ các bộ công cụ cho phép người sử dụng lựa chọn các khuôn đúc MMIC của rất nhiều các nhà sản xuất IC trên thế giới để tối ưu tính năng, lợi nhuận và các tiêu chuẩn của MMIC.
Hình 2: Quy trình thiết kế hoàn chỉnh MMIC bằng phần mềm ADS
Các tính năng nổi bật của ADS
- Môi trường thiết kế mạch nguyên lý và layout hoàn chỉnh.
- Công nghệ mô phỏng hệ thống và mạch điện tiên tiến.
- Công cụ phân tích trường điện từ 3D.
- Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ chính xác và hiệu quả.
- Bộ thư viện hỗ trợ thiết kế (PDKs) khổng lồ được thiết kế và cập nhật liên tục bởi các công ty sản xuất linh kiện hàng đầu thế giới.
- Tích hợp với các công cụ thiết kế điện tử khác như Cadence, Mentor, Zuken…
- 12 công cụ tối ưu hóa mạnh mẽ giúp người dùng kiểm soát và làm chủ thiết kế.
- Tạo mô hình tham số X từ sơ đồ mạch nguyên lý và NVNA của Keysight dành cho thiết kế các phần tử phi tuyến tần số cao.
- Các bộ thư viện không dây mới nhất cho phép thiết kế và kiểm tra các tiêu chuẩn không dây ngay cả đang trong quá trình phát triển.
Hiện nay, Keysight đang kết hợp chặt chẽ với các nhà sản xuất GaAs, GaN, InP, SiGe và Silicon hàng đầu trên toàn thế giới để phát triển và xây dựng các bộ thư viện cho thiết kế RFIC và MMIC trong ADS. Các thư viện linh kiện được cập nhật, đại diện cho hàng ngàn mô hình phục vụ cho việc thiết kế, đặc biệt là cho thiết kế IC và bo mạch cao tần.
Hình 3: Bộ thư viện nhà cung cấp IC đa dạng của ADS
Việc thiết kế, mô phỏng MMIC bằng phần mềm ADS được chia thành 2 phần là Thiết kế mạch nguyên lý của MMIC và Thiết kế ở mức vật lý của MMIC, tuân thủ theo năm bước:
- Bước 1: Lựa chọn bộ công cụ khuôn đúc (PDK) và các linh kiện được công nhận, kiểm tra, thường xuyên duy trì và cập nhật bởi các các đối tác có uy tín trong sản xuất và chế tạo linh kiện.
- Bước 2: Áp dụng thiết kế thống kê với công cụ là thiết kế thử nghiệm (DOE), đây là cộng cụ cơ bản để tạo các mạch điện bên trong IC.
- Bước 3: Thực hiện kiểm tra “độ trung thực và tính chính xác” của mạch điện đối với các tiêu chuẩn vô tuyến trước khi đi chế tạo.
- Bước 4: Mô phỏng vật lý để kiểm tra và xác định các lỗi trong thiết kế trước khi gia công chế tạo.
- Bước 5: Kiểm tra trước khi gia công, đảm bảo MMIC đáp ứng đầy đủ các tiêu chí kỹ thuật cho việc đóng gói, nối dây và lắp ráp bên trong mô đun.
Các điểm khác biệt chính mà ADS mang lại đối với thiết kế MMIC bao gồm:
- Hỗ trợ mô phỏng Đa công nghệ (Smart Mount) theo đó các thiết kế với các công nghệ khác nhau có thể được kết hợp và mô phỏng với nhau.
- Công cụ RFPro cho phép nhà thiết kế nhanh chóng thiết lập EM và thực hiện mô phỏng. Khách hàng cũng có thể mô phỏng các đường kết nối mà họ chỉ quan tâm để xác định bất kỳ vấn đề nào đối với một kết nối cụ thể.
- Hỗ trợ xác minh Test Bench, theo đó khách hàng có thể sử dụng tín hiệu đã điều chế (ví dụ: 5G, WLAN, v.v.) làm nguồn đầu vào và đo các thông số như EVM và ACPR cho thiết kế cụ thể.
- Bộ đầu dò ổn định Winslow giúp giảm bớt rắc rối/ khó khăn mà khách hàng gặp phải để phân tích độ ổn định của bộ khuếch đại (điều kiện tín hiệu nhỏ và lớn).
Kết luận
Thiết kế MMIC là một công việc phức tạp, đòi hỏi rất nhiều các công đoạn, yêu cầu việc tính toán thiết kế chi tiết tỉ mỉ. Việc ứng dụng các công cụ thiết kế được phát triển bởi Keysight Technologies giúp cho người sử dụng dễ dàng trong việc tính toán, thiết kế cũng như kiểm tra các chi tiết trong thiết kế của mình, từ đó giảm thiểu các yếu tố rủi ro trong quá trình tư vấn thiết kế và gia công chế tạo sản phẩm.
Giải pháp phần mềm ADS của Keysight cho phép các nhà thiết kế giải quyết những khó khăn thách thức đặt ra của việc thiết kế, mô phỏng với:
- Một bộ công cụ độc đáo và tiên tiến để tạo ra những thiết kế mạnh mẽ với thành công bước đầu và hiệu suất cao.
- Cập nhật đầy đủ và liên tục các bộ công cụ khuôn đúc (PDK) từ tất cả các nhà sản xuất MMIC lớn trên thế giới.
- Một bộ hoàn chỉnh các công cụ mô phỏng nâng cao, được tích hợp liền mạch trong một môi trường duy nhất, từ nhập sơ đồ nguyên lý đến sản xuất và đóng gói MMIC.
- Thiết kế các thành phần RFIC/ MMIC công suất cao cho các sản phẩm như mô-đun khuếch đại công suất, độ chính xác của mô phỏng mạch phụ thuộc vào việc có nhiệt độ thiết bị chính xác. Điều này được giải quyết bằng việc tích hợp giải pháp Nhiệt-điện đầy đủ trong phần mềm ADS.
- Khả năng xác minh trước khi chế tạo, đảm bảo MMIC đáp ứng tất cả thông số kỹ thuật trước khi đóng gói cuối cùng, sử dụng các công cụ Plannar EM và 3D-EM được tích hợp liền mạch.
- Khả năng cung cấp xác minh True Circuit cho tất cả các tiêu chuẩn không dây, trước và sau khi chế tạo, sử dụng một bộ hoàn chỉnh các công cụ xác minh không dây chính xác nhất.
Liên hệ ASIC để được tư vấn và hỗ trợ demo với chuyên gia từ Keysight về giải pháp phần mềm ADS