De la automatización de diseño electrónico (EDA) a la implementación en hardware

Su misión

A la hora de diseñar una sección de entrada de RF moderna y altamente compleja, o un sistema de RF completo para una aplicación 5G o un enlace por satélite de banda ancha, generalmente se comienza con una simulación utilizando una herramienta de automatización de diseño electrónico (EDA). Evidentemente, el objetivo es reducir al mínimo la cantidad de iteraciones de diseño para conseguir un diseño apto para la verificación inicial o «first-pass».

En este contexto resulta útil emplear señales reales de la aplicación de destino ya en la simulación, ya que las tecnologías modernas son más complejas y admiten anchos de banda más amplios. En el caso ideal, se puede verificar el rendimiento resultante a nivel de sistema durante la simulación utilizando indicadores clave de rendimiento (KPI), como la magnitud del vector de error (EVM), para alcanzar un alto caudal de datos en la aplicación real con las señales proyectadas.

Hasta ahora, era necesario vincular los resultados obtenidos con la herramienta EDA a las posteriores medidas efectivas en el hardware utilizando señales reales y formas de onda conformes con los estándares, p. ej. para 5G y Wi-Fi, o esquemas de modulación digital de banda ancha definidos por el usuario para enlaces por satélite.

Solución

La solución que se presenta aquí vincula el mundo de la simulación con el mundo real directamente. Para planificar y diseñar sistemas de RF se utilizan herramientas de diseño como el software de diseño de sistemas radar y de comunicaciones Cadence® AWR® Visual System Simulator™ (VSS). En el proceso de reconocimiento de características definidas del sistema de destino, el software Cadence VSS permite comprobar el rendimiento requerido de bloques funcionales y submódulos, como etapas finales de amplificadores de potencia, filtros y adaptación de impedancia.

Combinando el software Cadence VSS con las funciones de generación de señales del software de simulación R&S®WinIQSIM2 y las funciones de análisis del software explorador de señales vectoriales R&S®VSE es posible vincular directamente la simulación del diseño a la sucesiva verificación de hardware. El software Cadence VSS proporciona acceso a todos los sistemas digitales relevantes, desde 5G hasta las variantes más recientes de Wi-Fi y UWB, lo que aumenta la eficiencia de forma considerable. Además, se emplean exactamente los mismos algoritmos en la simulación y en las medidas de hardware reales, y esto facilita la comparación directa de resultados simulados y reales.

Aplicación

R&S®VSESIM-VSS constituye el vínculo con el entorno EDA. Conecta todos los estándares y módulos necesarios del software R&S®WinIQSIM2 y R&S®VSE con Cadence VSS. R&S®VSESIM-VSS incluye un complemento para este software. R&S®WinIQSIM2 y R&S®VSE se representan mediante dos bloques funcionales en el entorno EDA, que sirve a modo de fuente de datos y colector de datos. En el software Cadence VSS, los bloques funcionales actúan como interfaces con el software Rohde & Schwarz, y conforman el puente entre las herramientas de software.

Además de la generación y el análisis de señales definidos por el usuario y conformes con los estándares, el software R&S®VSESIM-VSS ofrece métodos de predistorsión digital (DPD). Esto permite predecir, ya durante la simulación, el rendimiento de dispositivos no lineales tales como amplificadores de potencia con linealización activa. Las herramientas de caracterización de amplificadores R&S®FSx-K18 (opciones) para los analizadores de señales de Rohde & Schwarz están ahora disponibles en el entorno EDA. La DPD se puede utilizar para predecir cómo podrá mejorarse el rendimiento de un amplificador de RF aplicando una linealización sofisticada.

Partiendo de la base de la señal linealizada es posible derivar un modelo polinómico de memoria en R&S®VSE con complejidad definida por el usuario en profundidad de memoria y orden polinómico. Este modelo se puede utilizar para la implementación consecutiva en tiempo real en el sistema de destino.

El software Cadence VSS ha sido concebido para el diseño a nivel de sistema en varias escalas. Algunas implementaciones en hardware pueden estar disponibles antes que otras. Para ensayos de rendimiento a nivel de sistema, utilice el bloque R&S®VSE como colector en el software Cadence VSS para capturar la señal en cualquier punto de la cadena de señales. Transfiriendo la forma de onda extraída a un generador de señales vectoriales como el R&S®SMW200A puede obtener una señal de RF real para utilizarla en la implementación de hardware ya disponible.

Vinculación al entorno Cadence

Una vez conectadas al entorno Cadence, las herramientas de Rohde & Schwarz también se pueden utilizar junto con otros productos Cadence conectados, como el software de diseño de circuitos Cadence Microwave Office® o la solución de diseño de RFIC y módulos de RF Cadence Virtuoso®, haciendo así posible el uso de señales conformes con los estándares en diversas herramientas de Cadence.

Véase también