- 신호 및 전력 무결성, 3D-전자기 솔빙 및 고속 룰 점검 기능을 한번에 통합 검증 가능해져

반도체 설계 자동화(EDA) 기술 및 시장을 선도하는 한국 멘토그래픽스(www.mentorkr.com, 대표 양영인)는 4월 4일 자사의 PCB 설계 검증 솔루션인 ‘하이퍼링스 (HyperLynx^®)’ 신버전을 출시한다고 발표했다.

‘하이퍼링스^®(HyperLynx^®)’ 최신 버전은 신호 및 전력 무결성, 3D-전자기 솔빙 및 고속 룰 점검 기능을 한번에 통합 검증이 가능하다. 폭넓게 사용되고 있는 하이퍼링스 신호 무결성/전력 무결성(SI/PI) 애플리케이션을 기반으로 하는 이 제품은 디자이너들이 어떠한 유형의 고속 디지털 PCB라도 설계할 수 있을 정도로 완비된 일련의 분석 기술들을 최초로 제공하고 있다. 광범위한 기저 시뮬레이션 엔진들은 물론 고속/대화형 및 철저한 배치 모드 분석 기능을 지원하는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)까지 망라하는 하이퍼링스 제품이 이제는 고속 기능들을 손쉬운 단일 환경 내에서 사용하기 위한 새로운 기준을 세우고 있다.

네덜란드 소재 임베디드 시스템 개발 기업인 신텍BV(Sintecs BV)사의 CEO인 한스 클로스(Hans Klos)는 “우리는 시뮬레이션을 설계 프로세스 초기에 수행함으로써 ‘첫 번에 제대로 된’ 제품을 달성하는 ‘초기 검증(shift left)’ 전략을 구사했다”라고 말하고, “새로운 하이퍼링스의 통합 환경 덕분에 하나의 흐름에서 모든 작업을 해낼 수 있게 됐는데, 이는 커다란 이점이 아닐 수 없다”라고 말했다.

하이퍼링스(HyperLynx^®), 단일 애플리케이션에서 제공하는 정확한 고성능 시뮬레이터

고속 PCB는 그 크기, 레이어 수, 배선 밀도, 시그널링 속도, 사용되는 실리콘의 종류 및 전력전달 문제에 있어서 매우 다양한 양상을 보인다. 단일 EDA 벤더가 제공하는 대부분의 툴 세트는 대개 상이한 유형의 분석을 위해 애플리케이션과 사용자 인터페이스들을 전환할 필요가 있다. 이와는 대조적으로, 하이퍼링스는 이제 2D/3D 신호 및 전력 무결성 분석 기능을 단일 애플리케이션에서 하나의 GUI로 제공한다. 사용자는 SERDES(Serializer-Deserializer, 병렬-직렬 송신회로) 채널을 시뮬레이트 하고 있다가도 다음 순간에는 새로운 단일 메뉴 항목을 선택해 대규모 전력 회로망의 감결합 분석으로 전환할 수 있다.

멘토는 하이퍼링스 분석 기술, 그 중에도 특히 인터커넥트 모델링 부문에 많은 투자를 해왔다. 이 제품에는 이제 고도로 정확한 시뮬레이션을 위해 초고속 지오메트리 추출 엔진과 첨단 소재 모델링(광대역 유전체, 구리 표면 거칠기 등에 대한) 기능이 결합되어 있다.

멘토그래픽스의 시스템 설계 부문 제너럴 매니저인 A.J. 인코바이아(Incorvaia) 부사장은 “하이퍼링스 신 버전은 멘토가 고속 툴에 집중적으로 투자해온 노력의 결실이다”라고 말하고, “ 하이퍼링스는 오래 전부터 업계에서 널리 사용되어 온 고속 툴이다. 그 위에 이제는 가장 강력하면서 가장 훌륭하게 통합된 툴이 됐다. 아직도 하이퍼링스를 주로 ‘빠르고 손쉬운 SI’로만 여기고 있는 디자이너들이 있다면, 이 제품이 얼마나 극적으로 강화되고 성숙했는지 다시금 진지하게 살펴보아야 한다”라고 밝혔다.

  

통합환경에서 신기술 적용 문제 해결 

SERDES(Serializer-Deserializer, 병렬-직렬 송신회로) 기술의 채택으로 디지털 시그널링에 사용되는 주파수가 크게 높아짐에 따라 PCIe Gen3와 같은 ‘주류’ 프로토콜 조차도 8 Gbps의 속도로 동작하게 됐다. 하이퍼링스 신 버전은 풀웨이브3D를 비롯한 첨단 전자기 솔버를 제공하므로 사용자는 갈수록 빨라지고 있는 SERDES 기술과 보조를 맞출 수 있다. 긴밀하게 통합되어 있는 3D 엔진 덕분에 사용자는 풀웨이브 솔버 환경의 복잡한 내용들을 익힐 필요가 없다. 이러한 통합은 신호 및 전력 구조 지오메트리를 통과시키고 전자기(EM) 포트를 형성하며, 시뮬레이션을 수행하고, S-파라미터 결과를 시간 도메인 시뮬레이션에 포함시키는 일이 자동적으로 이루어지도록 해준다.

하이퍼링스 신 버전에는 다수의 엔진이 추가되었는데, 업계 최고속의 DC/IR 강하 시뮬레이터인 2.5D 솔버 두 개와 고속의 준정적(quasi-static) 3D 솔버 하나가 그것이다. 이들은 전력 무결성 기능 풀 세트를 구현하며, 이 모두가 동일 애플리케이션 내의 하이퍼링스 신호 무결성 기능으로서 함께 제공된다. 보다 발전된 두 번째 2.5D 솔버는 순수한 전력 모델링과 신호 및 전력 혼성 모델링을 수행할 수 있다. 이는 동시 스위칭 잡음(SSN) 문제가 의심될 경우 SI 시뮬레이션의 정확성을 높이기 위해 사용될 수 있다.

보드 전체의 분석 작업 간소화 

PCB의 신호 배선 및 전력 전달의 모든 세부사항을 시뮬레이션 한다는 것은 너무나도 엄청난 작업이다. 순수한 시뮬레이션 성능을 표준 인터페이스와 프로토콜(DDRx 메모리 및 100 Gbps 이더넷 SERDES와 같은)의 구체적인 요건들에 맞추면 사용자의 부담이 줄어들며, 전체 인터페이스에 대해 간소화 되고 간략한 합격/불합격 판단 능력을 제공하게 된다. DDRx 메모리 인터페이스를 위한 하이퍼링스 위저드는 손쉬운 설정과 자동화된 전체 버스 시뮬레이션 및 통합 결과 보고 기능을 선도했으며, 이제는 DDR4 및 LPDDR4 인터페이스로 확장됐다. HTML 기반의 보고 기능으로는 설계 문서를 생성하고 결과에 대해 내부적인 웹 기반 ‘발행’을 수행할 수 있다.

SERDES 분야에서는 COM(Channel Operating Margin)을 지원하는 프로토콜을 통해 구체적이고 복잡한 일련의 시뮬레이션 단계들을 토대로 링크의 품질을 점검함으로써 채널당 하나의 합격/불합격 수를 얻을 수 있다. 새로운 하이퍼링스 툴은 업계 최초로 100GbE 시그널링용 COM의 강력한 상용 구현물을 제공하며, 그 시뮬레이션 세부사항은 완전 자동화 되어 있다.

사용의 용이성과 빠른 대화형 분석이라는 본연의 기능에 충실하면서도 보다 강력해진 이 하이퍼링스 버전은 매우 커다란 레이아웃(한층 더 많은 적층과 방대한 네트 수 및 멀티보드 시스템 전체를 포함하는)을 효율적으로 다룰 수 있으며, 멀티프로세서 및 기타 시뮬레이션 엔진의 성능을 향상시키고, 캐싱과 추출된 모델의 재사용을 수행할 수 있다.

최고 수준의 방법론, 툴 및 프로세스들을 다루는 교육 프로그램 진행 

멘토는 제품 개선 외에도 업계 전문가인 에릭 보거틴(Eric Bogatin) 박사와의 협력을 통해 전세계적인 교육 워크샵 시리즈를 제공함으로써 엔지니어들에게 새로이 등장하는 문제들을 해결할 수 있도록 능력을 배가시키고 있다. 이러한 교육 프로그램에서는 새로운 고속 기술뿐만 아니라 이 기술을 효과적으로 채택하기 위한 최고 수준의 방법론, 툴 및 프로세스들도 다루게 된다.

미국 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스의 ECEE(Electrical, Computer and Energy Engineering) 학과 겸임 교수이자 Teledyne LeCroy Front Range Signal Integrity Lab의 디렉터인 에릭 보거틴(Eric Bogatin) 박사는”28 Gbps 이상의 속도에서는 모든 것이 중요해진다. 따라서 엔지니어는 초고속 체제에서 물리적 디자인과 전기적 성능을 연결시키는 기본적인 신호 무결성 원리를 이해해야만 한다. 성공적인 엔지니어가 되려면 차세대 제품의 요구에 부응할 수 있도록 학습곡선을 보다 빠르게 뛰어넘어야 한다”라고 말하고, “기본적인 설계 원리를 배우고 이해하기 위한 가장 효과적인 방법 중 하나는 하이퍼링스(HyperLynx®)와 같이 학습하기가 매우 쉬운 시뮬레이션 툴을 이용하여 가상 프로토타입을 살펴보는 것이다”라고 말했다.