自1998年AWR向世界推出其第一款大家所熟悉的界面類(lèi)似于微軟辦公軟件而又功能強(qiáng)大的射頻/微波設(shè)計(jì)EDA軟件以來(lái)，它極大的改變了傳統(tǒng)射頻/微波仿真軟件的設(shè)計(jì)思路。在隨后的幾年內(nèi)，Microwave Office? 軟件在其功能和速度方面有了非常大的提高。AWR2011（圖1）是最新版的AWR設(shè)計(jì)套件，包含了四個(gè)產(chǎn)品：Microwave Office?, Visual System Simulator?, AXIEM? 和Analog Office? 軟件，可以完全的運(yùn)行在現(xiàn)今的64位高速多處理器和內(nèi)存之上，同時(shí)改進(jìn)了其組設(shè)計(jì)功能，提高了其EM仿真的性能，還具有熱管理、包絡(luò)仿真、雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等功能。AWR2011將會(huì)是當(dāng)今功能最全、最精確和最先進(jìn)的射頻/微波設(shè)計(jì)工具之一，為用戶(hù)提供更多選擇。產(chǎn)品新特性的增強(qiáng)與AWR最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)：“使設(shè)計(jì)工作輕松、快速的同時(shí)，并在一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境中為復(fù)雜問(wèn)題提供快速精確的解決方案”相吻合。

圖1：AWR2011是最新版的AWR設(shè)計(jì)套件，包含了四個(gè)產(chǎn)品：Microwave Office?, Visual System Simulator?, AXIEM? 和Analog Office?軟件。

亮點(diǎn)之一：無(wú)縫設(shè)計(jì)流程

傳統(tǒng)意義上的射頻和微波設(shè)計(jì)牽扯到很多人工操作。例如設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)放大器需要將分立的MMIC芯片融合到一個(gè)工程中。在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須分別進(jìn)行版級(jí)的分析，物理層管理和電磁仿真。無(wú)論哪一個(gè)設(shè)計(jì)步驟中，指標(biāo)或者性能出現(xiàn)任何沖突，都必須調(diào)整MMIC內(nèi)部所有子電路的設(shè)計(jì)。AWR2011顯著地降低了完成這些操作所需要的時(shí)間。

亮點(diǎn)之二：組設(shè)計(jì)

當(dāng)子設(shè)計(jì)被集成到模塊或子系統(tǒng)時(shí)，AWR2011的組設(shè)計(jì)功能（圖2）使管理數(shù)據(jù)和解決沖突成為了可能。原理圖、版圖、電磁分析和測(cè)試都可以從現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中導(dǎo)入。也可以輕而易舉地進(jìn)行多個(gè)全局變量和輸出方程的處理。數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)的沖突可逐塊被實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確處理，同時(shí)在設(shè)計(jì)或者子設(shè)計(jì)處理過(guò)程中保持同步。

圖2：AWR2011的組設(shè)計(jì)把管理數(shù)據(jù)和解決沖突的能力作為子功能，合并成了一個(gè)更高層次的整體項(xiàng)目設(shè)計(jì)?？稍诂F(xiàn)有的設(shè)計(jì)中導(dǎo)入原理圖，布局，EM,分析和測(cè)量結(jié)果。

雖然單個(gè)MMIC仍需進(jìn)行獨(dú)立地設(shè)計(jì)，AWR2011的組設(shè)計(jì)功能允許將其融合到模塊設(shè)計(jì)中以便立即解決數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題。這自然的減少了工程集成和芯片設(shè)計(jì)所需的時(shí)間。

可以利用運(yùn)行在后臺(tái)的異步EM仿真器立即對(duì)導(dǎo)入的工程進(jìn)行仿真。例如，最初仿真器僅對(duì)模塊的短路線(xiàn)或者微帶線(xiàn)進(jìn)行計(jì)算，然后再對(duì)是否存在耦合進(jìn)行計(jì)算。完整的分析結(jié)果可以立刻被電路或者系統(tǒng)仿真所調(diào)用。這確保了模塊的子電路可以被正確的導(dǎo)入，也確保了在第一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻預(yù)算和系統(tǒng)級(jí)的集成進(jìn)行分析。這意味著，可以在最初的模塊級(jí)電磁仿真結(jié)束之前進(jìn)行模塊的設(shè)計(jì)。

亮點(diǎn)之三：異步EM仿真

AWR2011新的異步EM仿真器（圖3），允許設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電磁仿真的同時(shí)繼續(xù)其設(shè)計(jì)任務(wù),用戶(hù)可以讓他們的EM仿真器透明地在幕后運(yùn)行，也可以在同一臺(tái)電腦上的多個(gè)CPU上運(yùn)行或者是在網(wǎng)絡(luò)或集群工作站來(lái)運(yùn)行。任務(wù)隊(duì)列允許對(duì)預(yù)定的和進(jìn)行中的并行運(yùn)算進(jìn)行假設(shè)分析，任務(wù)的規(guī)劃情況由一個(gè)可視化批處理器管理。運(yùn)算完成后結(jié)果可以自動(dòng)更新，最近一次或者更早的仿真結(jié)果可直接載入。

圖3：通過(guò)AWR2011異步EM仿真器的支持，用戶(hù)不需要等待EM仿真結(jié)束再將EM結(jié)果重新加入到他們的設(shè)計(jì)。

異步仿真器還允許對(duì)全變量化EM模型中的參數(shù)（如材料和邊界）進(jìn)行掃描。應(yīng)用AWR2011獨(dú)有的提取處理或者其參數(shù)化圖形邊界技術(shù)，允許對(duì)這些模型的材料和邊界進(jìn)行參數(shù)化建模。每個(gè)進(jìn)行參數(shù)化掃描的EM仿真可以進(jìn)行并行計(jì)算，大大減少了仿真時(shí)間。對(duì)諸如成品率分析等任務(wù)，也可就EM結(jié)構(gòu)進(jìn)行并行的Monte Carlo仿真。

例如：AWR2011可應(yīng)用圖形修改工具自動(dòng)對(duì)功放制造過(guò)程中的掩膜誤差、蝕刻誤差、芯片的位置和基板的偏差進(jìn)行并行的成品率分析。這允許設(shè)計(jì)者同時(shí)將EM分析分配給多個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，設(shè)定不同的EM計(jì)算精度和速度并進(jìn)行假設(shè)分析。

亮點(diǎn)之四：仿真狀態(tài)管理器（SSM）

仿真狀態(tài)管理器（SSM）（圖4），AWR2011的另一新特性，為在設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行同步或者異步仿真的數(shù)據(jù)管理提供了新途徑。它有效的管理了大量的由優(yōu)化、掃描、或者進(jìn)行Monte Carlo分析所得的數(shù)據(jù)，并可智能化管理各階段、各過(guò)程分析所得的所有EM數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格，電流，成品率分析和優(yōu)化結(jié)果）。

圖4：SSM有效的管理了大量數(shù)據(jù)，并智能化管理各階段、各過(guò)程分析所得的所有EM數(shù)據(jù)。

仿真狀態(tài)管理器（SSM）通過(guò)被稱(chēng)為“檢查點(diǎn)”的技術(shù)跟蹤、管理、顯示當(dāng)前或者任何以前的仿真狀態(tài)的結(jié)果，此技術(shù)可以恢復(fù)用戶(hù)以前斷點(diǎn)的仿真結(jié)果。所有的仿真結(jié)果存儲(chǔ)在Data Sets中并由SSM管理，因此用戶(hù)可以控制在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到的多個(gè)歷史仿真結(jié)果。這可使用戶(hù)在不重新進(jìn)行新的仿真的基礎(chǔ)上得到以前的數(shù)據(jù)。SSM在支持將每一次的仿真結(jié)果存儲(chǔ)到Data Sets同時(shí)，還自動(dòng)追蹤符合現(xiàn)階段仿真的數(shù)據(jù)，減少了潛在的錯(cuò)誤。結(jié)果與設(shè)計(jì)同步，用戶(hù)可以確保原理圖和版圖正是在EM中所仿真的。數(shù)據(jù)定位的功能允許用戶(hù)覆蓋同步數(shù)據(jù)并利用先前的設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行假設(shè)分析。

亮點(diǎn)之五：參數(shù)化EM

AWR2011還包含了基于圖形和參數(shù)化及原理圖的EM圖形。邊界的處理也參數(shù)化的包含在A(yíng)WR統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型（UDM）結(jié)構(gòu)中，并且在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程保持同步。這允許EM隊(duì)列被調(diào)用，并可由基于多個(gè)圖形、方程和規(guī)則的參數(shù)模型所控制。

另外，一個(gè)“過(guò)程感知”的幾何處理算法可以自動(dòng)的將可進(jìn)行掩膜的邊界轉(zhuǎn)化為可進(jìn)行EM仿真的版圖，同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行諸如過(guò)孔創(chuàng)建等需要手動(dòng)進(jìn)行的邊界修改。當(dāng)應(yīng)用于A(yíng)WR的EM提取流程技術(shù)后，“過(guò)程感知”處理過(guò)程減少了手動(dòng)的步驟，使EM提取流程更快速和無(wú)縫。

亮點(diǎn)之六：成品率分析和優(yōu)化

AWR2011增強(qiáng)的成品率分析和優(yōu)化分析（圖5）使設(shè)計(jì)者能充分利用參數(shù)化的EM圖形及其他圖形和幾何邊界。用戶(hù)自定義層可將與制造相關(guān)的效應(yīng)：如掩膜對(duì)齊和蝕刻誤差計(jì)算在內(nèi)。通過(guò)利用SSM功能用戶(hù)可以發(fā)現(xiàn)極端狀況，掃描制造相關(guān)的參數(shù)，并監(jiān)控整個(gè)電路的線(xiàn)性、諧波平衡或者時(shí)域的電路仿真性能。即使是諸如誤差矢量幅度（EVM），相鄰信道功率比（ACPR）或者誤碼率（BER）等系統(tǒng)級(jí)參數(shù)也可進(jìn)行成品率分析和優(yōu)化。

圖5：在A(yíng)WR2011中，EM成品率分析，掃描，優(yōu)化和DFM也被非常好地結(jié)合成一個(gè)套件。

亮點(diǎn)之七：電路包絡(luò)仿真

電路包絡(luò)仿真（圖6）為應(yīng)用高階仿真技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)的無(wú)線(xiàn)通線(xiàn)功放設(shè)計(jì)者提供了極大的方便。當(dāng)其在Microwave Office? 和 Visual System Simulator? (VSS)軟件中所使用，設(shè)計(jì)者能設(shè)計(jì)出高線(xiàn)性和高效率的功放，由于這兩個(gè)參數(shù)相互沖突，如果不應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，完成此功放的設(shè)計(jì)是不可能的。

圖6：包絡(luò)仿真器可使設(shè)計(jì)者模擬電路級(jí)的時(shí)變現(xiàn)象，如依賴(lài)于動(dòng)態(tài)偏置或是包絡(luò)追蹤原理的記憶效應(yīng)和復(fù)雜的數(shù)字預(yù)失真。

AWR的電路包絡(luò)仿真技術(shù)能高效的在時(shí)域中處理調(diào)制信號(hào)并在頻域中處理載波信號(hào)。由于結(jié)果是一個(gè)基于時(shí)間變化的頻譜，因此允許設(shè)計(jì)者能對(duì)信號(hào)的每個(gè)諧波的調(diào)制信息（如幅度和相位）進(jìn)行評(píng)估，這使得在設(shè)計(jì)流程的早期進(jìn)行關(guān)鍵性能如：EVM和ACPR的分析成為可能。

亮點(diǎn)之八：其他重要特性

除了上述以設(shè)計(jì)者效率為中心性能的提高，AWR 2011還有其他新特性，可加快設(shè)計(jì)步伐，使設(shè)計(jì)者在第一時(shí)間里成功實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作。

用戶(hù)自定義參數(shù)化模型：應(yīng)用EM原理圖，參數(shù)化單元或“靜態(tài)”圖形的用戶(hù)自定義模型可被用于參數(shù)化EM模型的創(chuàng)建。圖形操作功能包含布爾運(yùn)算，圖形調(diào)整等遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了諸如使圖形大小變化和多邊形長(zhǎng)寬比變化的功能。設(shè)計(jì)者可定義參數(shù)化模型并按需進(jìn)行仿真來(lái)創(chuàng)建模型，仿真結(jié)果可被插值以便在調(diào)試狀態(tài)或者基于快速的電路優(yōu)化所利用。

子電路參數(shù)化：此項(xiàng)功能允許將Microwave Office?軟件中的非線(xiàn)性電路在一個(gè)層次上將參數(shù)傳遞以模塊的形式傳遞給VSS軟件，將電阻值或電感的Q 值將如何影響系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)完全的展示給用戶(hù)。

AWR Connected for Antenna Magus產(chǎn)品：此工具可以快速、簡(jiǎn)便的評(píng)估多個(gè)天線(xiàn)設(shè)計(jì)，使用戶(hù)更加深入的了解其設(shè)計(jì)。Antenna Magus內(nèi)全面的數(shù)據(jù)庫(kù)使得設(shè)計(jì)過(guò)程--從最初的設(shè)計(jì)（綜合）到最終的自定義階段（電路/電磁仿真）流水線(xiàn)化。

AWR Connected for CapeSym SYMMIC產(chǎn)品（圖7）：能夠發(fā)現(xiàn)并移除GaN, GaAs和硅射頻功率晶體管和MMIC中的熱集中點(diǎn)，這對(duì)性能、成品率和器件的壽命至關(guān)重要。應(yīng)用此工具，設(shè)計(jì)者可獲知并查看熱與電性能之間的依賴(lài)關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行定位。

圖7：應(yīng)用AWR Connected for CapeSym SYMMIC產(chǎn)品，設(shè)計(jì)者可獲知并查看熱與電性能之間的依賴(lài)關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行定位。

射頻短路/開(kāi)路感知查看器：此工具允許在設(shè)計(jì)流程的早期減少布線(xiàn)和版圖中的錯(cuò)誤，在設(shè)計(jì)流程的早期進(jìn)行此項(xiàng)工作可大大減少成本。

VSS雷達(dá)庫(kù)（圖8）：不僅提供了雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)處理流程的詳細(xì)行為級(jí)模型還提供了由綜合或者測(cè)量所得的3D天線(xiàn)方向圖。此軟件與LabVIEW和 MATLAB集成在一起，因此可進(jìn)行自定義的信號(hào)處理算法。

圖8：VSS雷達(dá)庫(kù)和由綜合或者測(cè)量所得3維天線(xiàn)方向圖允許在射頻和雷達(dá)信號(hào)的處理過(guò)程中對(duì)其行為模型進(jìn)行詳細(xì)的建模。連接到Matlab和LabVIEW允許自定義信號(hào)處理算法。

綜述

隨著商業(yè)和軍用的射頻及微波模塊與子系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，AWR設(shè)計(jì)環(huán)境內(nèi)所集成的工具滿(mǎn)足了此挑戰(zhàn)。AWR2011內(nèi)的改進(jìn)在增強(qiáng)了此多功能、尖端的設(shè)計(jì)套件的同時(shí)又與AWR的核心目標(biāo)：“使射頻與微波設(shè)計(jì)輕松、快速，更好的理解在第一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)成功設(shè)計(jì)的哲學(xué)”相吻合。