Pizza og signalintegritet

Tirsdag denne uken var folket igjen på plass i Startuplab i Oslo for å utveksle nyheter og erfaringer.

Et meget interessant innlegg kom fra Torbjørn Viksand i CapExt AS, som har utviklet et program med samme navn som gjør det enkelt å implementere en virtuell prototype med kretskort og berøringsflate som en digital modell og simulere hvordan det reagerer på berøring basert på kretskort-utlegg samt materialtype og tykkelse for berøringsflaten.

CapExt bygger sin virtuelle protype ved å importere kretskort-designet i form av gerber- og drill-filer, samt 3D CAD-filer for det mekaniske designet. Simulering av den virtuelle prototypen tar bare noen få minutter og ved å gjøre endringer på denne, kan en svært raskt se hvordan endringer i designet påvirker ytelsen.

Inspirert av SI-forum for noen år siden, begynte Viksand å utforske om dette kunne overføres til høyhastighets signaler. Det har resultert i utviklingen av et nytt program, WaveExt, med samme type brukervennlighet og hurtighet. Enkelt fortalt skal programmet kunne beregne alle kapasitive/induktive koplinger til alle andre koplinger. Viksand viste en demonstrasjon der man kunne se lederbanene og få visualisert et signal.

Nå kan en betaversjon være kun uker og måneder unna. – Vi trenger testbrukere, så ta gjerne kontakt, oppfordret Viksand.

Ett av temaene denne gang var bruk av kunstig intelligens i elektronikkdesign. Flere deltagere delte sine erfaringer – noen skeptiske, de fleste optimistiske. Eller litt skremt.

– Jeg har sett prosjekter der KI kommer inn på mitt domene, sa Rune Bæverrud fra Emlogic. – Og den har fikset ting jeg ikke har klart. Jeg tror KI vil påvirke oss dramatisk i tiden fremover, fastslo han.

– Det er høyst aktuelt å bruke KI som en assistent, supplerte Halvor Liland fra Liland Technology. – Vi har allerede sett KI forbedre kretsskjema. Potensialet virker stort.

En annen deltager opplever at KI er flink til å lese pdfer, men skjønner ennå ikke alt. – Men man kan spare mye arbeid med dokumentasjon, mente han.

Andre igjen var bekymret for om KI kan stjele designet ditt. Men stort sett kan man styre om KI kan bruke arbeidet ditt til annen trening, og man kan arbeidet i lukkede domener. For eksempel har Rohde & Schwarz en intern «chat» som sikrer at ikke ting lekker ut, ifølge salgssjef Bjørn Sveum. – Men man kan også se mulig praktisk anvendelse i avanserte måleoppsett, slik som f.eks. innen roamingmålinger, der endringer kan være komplekse å utføre manuelt. Derfor har vi lagt til rette for at kunder kan bruke KI i bakgrunnen under test, forteller han.

Karl Emil Sandvik Bohne fra Emlogic tok deretter for seg hvordan I/O-settinger kan få stor betydning for et godt design. Og det gjelder ikke bare høyhastighets design, mente han, og gjennomgikk «symptomer» som ringing/refleksjoner, positiv/negativ overskyting, forsinkelse, krysstale og annet uhumsk.

– Ofte er driverstyrken en nøkkelfaktor, fastslo han. – Over- eller underdriving kan påvirke i sterk grad kvaliteten på I/O-signalene, og er verdt å være oppmerksom på. En annen ting er slew-rate kontroll, altså styring av hvor fort utgangen kan endres. Her er det mye fintuning som kan gjøres, påpekte han.

Til slutt fikk vi en demonstrasjon fra Halvor Liland og Bjørn Sveum der de tok for seg design med signalhastigheter over 10 Gb/s. – Her er det en rekke ting man skal tenke på, og kanskje tenke litt nytt, sa Liland. – Ved så høye hastigheter er det en del nye faktorer som kommer inn, slik som diskontinuerlig impedans i overføringslinjene, som f.eks. kan føre til redusert amplityde og energi, fortalte han. Dermed kan man oppleve å kanskje ikke få frem det signalet man hadde tenkt. Samt en mengde andre problemer.

De to gikk gjennom ulike testtilfeller og tilhørende justering av ulike faktorer på et testkort, ved hjelp av en vektor-nettverksanalysator, R&S ZNB3000. Et anstendig instrument som kan takle signaler opp til 26,5 GHz.

– Etter hvert som signalhastighet og kortkompleksitet fortsetter å øke, er behovet for analyse av signalintegritet blitt gjennomgripende, mener Liland. En grunnleggende forutsetning er imidlertid å forstå relasjonene mellom båndbredde og signalenes stige- og falltider for å kunne sette opp simuleringer og målinger. Og ikke minst forståelse av hvordan tids- og frekvensdomenene henger sammen.

Hvis enheten som skal testes ikke har koaksialgrensesnitt trengs det ofte adaptere. De må ifølge Liland «de-embeddes» fra måleomgivelsene. Det betyr bl.a. å fjerne effekter som testfiksturer kan tilføre pga. ukjente S-parametre.

I en forlengelse av den diskusjonen tok man også en debatt om SMA-konnektorer vs. 3,5 mm konnektorer, ettersom de har ulike egenskaper.

SMA- og 3,5 mm-kontakter er mekanisk kompatible 50-ohm kontakter med et 1/4-36UNS-2-gjenget grensesnitt, ofte brukt sammen. De viktigste forskjellene er at 3,5 mm-kontakter bruker et luftdielektrikum for overlegen ytelse opptil 26,5 GHz og høyere mekanisk holdbarhet, mens SMA-kontakter bruker et plast-/skumdielektrikum og vanligvis er begrenset til 18 GHz, etter manges mening best egnet for rimeligere produksjonsapplikasjoner. Men tilsynelatende hadde ikke 3,5 mm slått helt an blant tilhørerne ennå.

Det kan jo være tema for en annen anledning.

Når det gjelder neste SI-forum, anslår arrangørene at den kommer ut på høsten en gang. Og som vanlig er man åpne for innspill og ønsker om tema. Eller egne presentasjoner for den sakens skyld.