一本正经胡说八道or真门道?看AI大模型这样说电源仿真

标签:RFQorvoQSPICE
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什么是QSPICE?
 
过去参与电源主题的工程师交流活动,聊起电源设计工具的问题,对于仿真器常常听到各种吐槽,例如
仿真器容易跑飞;
不容易收敛;
没有需要的模型库;
跑了一个多小时之后,直接报错,很崩溃……
 
近年来,各个软件开发商和半导体原厂陆续推出并多次迭代了多种仿真器工具,这些问题还存在吗?
 
就这个问题,小编问了问万能的大模型。(注:以下回答来自通义千问)
 
Q:当前主流电源电路仿真工具的不足有哪些?
 
A: 电源电路仿真工具在满足大多数设计需求的同时,也存在一些局限性和不足之处,包括——
 
1.模型库的完整性与准确性:不同软件的元器件模型库可能不完全覆盖所有商用或定制的电源元件,如新型半导体开关器件、磁性元件等。模型的准确度直接影响仿真结果的有效性,老旧或不精确的模型可能会导致仿真误差。
 
2.仿真速度与计算资源消耗:对于复杂的电源系统和多物理场耦合模拟(如热-电耦合),某些仿真工具的计算速度较慢,需要大量内存和CPU时间,尤其是在进行瞬态分析或参数扫描时。
 
3.用户界面友好性与易用性:虽然很多软件提供了丰富的功能,但新手用户可能会觉得上手难度大,高级功能的使用复杂,需要一定的学习成本。
 
4.集成与协同工作能力:在多学科优化设计中,不同仿真软件之间的数据交换和协同工作能力有限,可能导致设计流程效率降低。
 
5.电磁兼容(EMC)仿真能力:一些电源设计工具对电磁兼容性的仿真支持不够全面,可能需要借助专门的电磁仿真工具才能完成这一部分的设计验证。
 
6.实时性与硬件在环(HIL)仿真支持:为了进行更接近实际的测试,工程师有时需要将仿真与真实硬件结合进行HIL仿真,而并非所有工具都提供良好的硬件接口和实时仿真能力。
 
7.多物理场仿真整合:当涉及到热管理、噪声分析或其他多物理效应时,可能需要通过多个独立工具或者专用模块来进行综合仿真,而这方面的整合通常较为复杂。
 
8.版权与费用问题:部分高端专业级电源仿真工具价格高昂,对于小型企业或个人开发者来说,获取正版授权的成本是一大挑战。
 
针对以上不足,许多软件供应商不断改进产品特性、增加新的模型库,并加强与其他工具的集成,以提高整体仿真效果和用户体验。
 
对了,想必大家都已经知道了,Qorvo在2023年推出了自己的电源仿真器QSPICE,实现对电源仿真工具的全面性能升级,并且荣获英国Electronics Weekly “2023 Elektra设计工具与开发软件年度产品奖”。所以,AI大模型是怎么看QSPICE的呢?于是,继续与AI大模型对话(一并附上来自小编的点评与补充)。
电源仿真器QSPICE
 
Q:如何评价Qorvo推出的最新一代QSPICE仿真工具?
 
A: 电源仿真工具QSPICE具有以下可能的特点与优势——
 
1.卓越的性能和精度
 
QSPICE承诺提供比传统SPICE技术更高级别的性能,支持大规模电路仿真,并在速度和精度上有所突破,这对于需要处理大量数字逻辑和模拟混合信号的现代电源设计来说至关重要。
 
点评——表述基本正确:升级后的仿真引擎采用了先进的数字方法,并针对现代运算硬件进行优化,包括GPU渲染的用户界面及SSD感知存储管理,从而显著提高了速度和精度。
 
2.海量数字逻辑支持
 
针对复杂的电源管理集成电路(PMIC)和采用数字控制的电源转换器,QSPICE优化了数字逻辑仿真的能力,能够有效模拟包含复杂数字控制器在内的混合信号系统。
 
点评——表述基本正确:与其他仿真器相比,QSPICE其中一个关键的区别在于它提供混合信号仿真;支持大量数字电路网络是SPICE仿真器的一大进步;加入数字电路的目的主要考虑到电源工程师的需求,即为他们带来模拟电路和系统的能力。这些电路和系统结合了RF技术,既能处理高功率电平,又能保持RF性能、效率及可靠性。完整支持高级模拟与数字系统仿真,例如AI和机器学习应用中所采用的仿真。
 
3.高效电源仿真功能
 
专为电源设计人员打造,提供针对电源转换、效率分析、瞬态响应以及热效应等方面的仿真加速算法和技术,使得电源设计过程更为高效和准确。
 
点评——表述基本正确:基于Qorvo基准测试和一套具有挑战性的测试电路,缩短了总体运行时间,并达到100%的完成率。相比之下,如使用其它流行SPICE仿真器运行相同的测试电路,失败率高达15%。顺便一提的是,用户还可以将C++或Verilog源代码写入本地目标代码,以便更快速、更高效地执行仿真,从而让在合理的时间范围内执行更庞大、更复杂的仿真成为可能。
 
4.集成化设计环境
 
可能提供了从电路设计、器件模型库、参数扫描、优化到结果分析的一体化解决方案,方便用户在单一平台完成整个设计流程。
 
点评——表述基本正确。估计大模型的数据有限,这里采用了“可能”字眼以示观点的不确定性。QSPICE是Qorvo提供的设计实操服务和免费系统级设计工具,可以帮助轻松、高效地完成设计;其中部分工具还包括:基于RF的交互式工具及计算器(包括 MatchCalc™) 、FET-Jet计算器、Modelithics(Qorvo的GaN模型库)、Keysight模型库等。
 
5.先进模型库和元件支持
 
包含丰富且更新及时的元器件模型库,特别针对新型功率半导体如GaN和SiC等进行了优化,以满足高性能电源转换器的设计需求。
 
点评——表述基本正确:Qorvo提供定期更新的QSPICE模型库,其中包括Qorvo的碳化硅和高级电源管理解决方案,使客户能够轻松利用Qorvo电源进行评估和设计。QSPICE的更新将包含Qorvo全新电源管理解决方案的模型,用户还可以创建自己的模型并将其集成到软件中,亦或轻松导入第三方模型。
 
6.用户友好界面与易用性
 
提供直观的图形用户界面,简化电路搭建和仿真设置过程,同时便于查看和解析详细的仿真结果。
 
点评——表述基本正确:QSPICE拥有更为现代且非常直观的GUI,并提供图形电路视图,让用户能够轻松创建和编辑电路。
 
除了以上“非常靠谱”的点评,AI大模型还给出了“云服务和协作功能”、“跨学科仿真能力”和“实时交互与硬件在环测试”等更多维度的自我预测与推演。限于篇幅以及与QSPICE的相关性较低,这里就不一一分享和点评啦~
 
 
AI时代已来,欢迎试用完整支持高级模拟与数字系统仿真的QSPICE,除了电源仿真,你的AI和机器学习应用中所采用的仿真一样可以支持。点击观看视频

文章转载自Qorvo半导体微信公众号

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