Clarity 3D Transient Solverリリース - EMCコストの効果的な削減が可能に！

昨日、Paul Cunninghamが新製品System VIPを発表したことを、私の投稿 System VIP：Logistics for Cache-Coherent Systemsで報告しました。数分後、Paulは2番目の製品であるClarity 3D Transient Solverを発表しました。これは、ケイデンスのシステム解析計画の次製品であり、画期的なEM解析テクノロジーを持つ実質的に無制限の容量とテスト測定精度で最大10倍のパフォーマンスを提供します。

 電波暗室 (Anechoic Chambers)

CEまたはFCC（または同等の）認証を取得せずにエレクトロニクス製品を販売することはできません。 実際、医療機器や航空宇宙の場合、さらに要件は厳しくなります。 これは、ノートパソコンや自動車用ECU（電子制御装置）などのレクトロニクス製品だけに当てはまるわけではありません。 洗濯機や乾燥機などの家庭用品にも適用されます。 さらに、これはある種の“あれば良い”認証ではありません。認証に失敗した場合には、製品を販売することはできません。

感受性やエミッションとして測定する必要のある2つの主要な項目があります。エミッションとは、デバイスが適切なしきい値を超える電磁放射を放出しないことを意味します。 感受性とは、特定のレベルの電磁ノイズが存在する場合でも、デバイスが正しく動作することを意味します。 たとえば、車のECUは、あるしきい値を超えて放射してはなりません。 これは、誰かが車の中でノートパソコンをオンにしたり、何人かの人々が全員で携帯電話を使用したりしても同様です。

 これをテストする方法としては、通常 電波暗室（anechoic chamber）になります。anechoicという言葉は、吸音バッフルに囲まれた部屋であるオーディオの文脈でしか知りませんでした。 実際、私がケイデンスで働いていた20年前、私は基調講演の1つで作成したDVDのナレーションを録音するために無響ブースにいました。 そこでは、ヘッドホンがないと、普通に聞こえませんでしたので、奇妙な経験でした。これと同じアプローチが電磁放射を吸収するために使用され、デバイスをテストするために、暗室に入れられます。 標準的なテストは、3m（〜10ft）離れた場所で測定を行うためのアンテナを用意することです。上の画像はテスト中のドローンを示しています。

 物理テストは、主にプロトタイプを作成する必要があるため、費用のかかる提案です。 テストが失敗した場合は、プロトタイプを再設計し、新しいプロトタイプを作成して、テストを繰り返す必要があるため、特に費用がかかります。たとえば、自動車用ECUの製作とテストには、明らかに10〜12か月かかります。コストだけでなく、市場投入までの時間でもあります。このような物理的なプロトタイプテストをシミュレーションに置き換える必要があります。 ただし、古いアーキテクチャのツールでは拡張性が低く、テラバイトのメモリを備えた複数のマシンが必要であり、事実上、高価な専用ハードウェアが必要です。

エミッションと感受性は最も重要なパラメータですが、他にもあります。 たとえば、携帯電話は、あまりにも多くの放射線が頭を透過するような方法で放射してはなりません。一方、心臓ペースメーカーはワイヤレスでプログラムされており、人の胸の中にいるときは正しく動作する必要があります。アンテナの配置は、スマートフォンなどのデバイスがどれだけ効果的に動作するか影響を与える可能性があります。以前、話題となった“アンテナゲート”問題を覚えていますか？ 電話を間違った方向に持った場合、iPhone4は正しく機能しません。

Clarity 3D Transient Solver

昨日のCadence LIVE Europeでの基調講演で、Paul Cunninghamは、Clarity3D Transient Solverを発表しました。 これは、ソフトウェアを除いて、電波暗室の文脈で説明したすべてのことを実行する製品です。最終的なコンプライアンスのためには、電波暗室内でのテストが必要になる可能性がありますが、Clarity 3D Transient Solverを使用すると、初期テストや特に再設計が必要なテストを完全にサーバー上で実行できます。 これは通常、クラウドで実行されますCadence CloudBurstは、顧客側でのITセットアップを必要としない、100％Webベースの理想的な環境です。

Clarity 3D Transient Solverは、超並列、マルチスレッド、および分散型です。このアーキテクチャにより、クラウドとオンプレミスの分散コンピューティングの両方に最適化された数百CPUでソルバーを実行できます。 コンピューティングリソースが追加されると、ほぼ線形のスケーリングで実質的に無制限の容量があります。物理的なテスト測定と比較して、精度の低下はありません。これはシステム全体（ECU、携帯電話、ドローン、さらには車全体、または体内の心臓ペースメーカー）を解析していることに留意してください。このツールは、すべての標準チップ、ICパッケージ、およびPCBプラットフォームから設計データを読み取り、ケイデンス実装プラットフォームとの独自の統合を提供します。

典型的な使用法としては、私が述べた3mテストをシミュレートすることです。 Clarity 3D Transient Solverを使用して、電波暗室、テスト対象のシステム、および3m離れたアンテナをモデル化します。 次に、有限差分時間領域（FTDT）法を使用して、コンプライアンスに必要なすべての必要な値を計算します。 これは時間領域法であるため、FDTDソリューションは1回のシミュレーション実行で広い周波数範囲をカバーできます。

Clarity 3D Transient Solverは、2021年の第1四半期に利用可能になります。

Experience Developing Automotive ECUs

自動車用ECUの開発には10〜12か月かかると先に述べました。 日本では、Tier 1による下請けに出された自動車用ECUの主要なデベロッパーの1つに、UTI（Ultimate Technologies Incorporated）がいます。 彼らはClarity3D Transient Solverを使用しており、これにより、設計サイクルを3か月（30％）短縮できます。 UTIの内海 哲氏 (CEO)は、次のように述べています。

Ultimate Technologiesは、最高のエンジニアリングサービスプロバイダーとして、迅速かつ効率的でありながら”最初から正しい設計”に重点を置いています。CadenceのClarity 3D Transient Solverを使用ことにより、実測環境の精度でシミュレートを行うことができます。 EMIテストで発生する問題があらかじめ予測できるため、お客様は最初の測定でEMIコンプライアンスチェックに適合できるのと同時に、プロトタイプ設計の回数を大幅に削減することができます。これにより、自動車のECU設計サイクルを最大3か月短縮でき、設計サイクル時間を最大30％短縮できます。 Clarity 3Dテクノロジーを使用すると、顧客のスケジュール要求に応えながら迅速に反復を行い、設計品質を改善できます。

UPDATE: Ben GuによるClarity3D Transient Solver発表の映像 (4.5分):

この記事に関するお問合せは、cdsj_info@cadence.com までお願いいたします。

Author: Paul McLellan

Translator: Takuya Moriya

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