本文翻譯轉(zhuǎn)載于：Cadence Blog

作者：Vinod Khera

在技術(shù)和連通性主宰一切的時(shí)代，電子和機(jī)械設(shè)計(jì)的融合將徹底改變用戶(hù)體驗(yàn)。獨(dú)立開(kāi)發(fā)器件的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去；市場(chǎng)對(duì)創(chuàng)新、互聯(lián)產(chǎn)品的需求推動(dòng)了業(yè)內(nèi)對(duì)協(xié)作方法的需求。隨著電子系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員面臨著艱巨的任務(wù)：要確保系統(tǒng)的安全、高品質(zhì)，還要在第一次交付時(shí)就要達(dá)到要求。要完成這個(gè)任務(wù)，離不開(kāi)電子（ECAD）和機(jī)械（MCAD）設(shè)計(jì)以及整個(gè)價(jià)值鏈中其他關(guān)鍵功能之間的協(xié)同作用。試想一下，要制作一個(gè)既緊湊又可靠的傳感器，同時(shí)遵守嚴(yán)格的性能標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)面臨哪些挑戰(zhàn)？如今的設(shè)計(jì)師需要這樣的解決方案：能支持他們輕松駕馭這個(gè)包羅萬(wàn)象的設(shè)計(jì)流程，在每一步做出明智的決策。

是否有一種解決方案可以讓設(shè)計(jì)師探索不同的設(shè)計(jì)方案，分析設(shè)計(jì)變化的影響，并做出明智的決策，最終達(dá)成預(yù)期成果？

Cadence 與 Dassault Systèmes 聯(lián)手提供了一種變革性的產(chǎn)品生命周期管理方法。本文重點(diǎn)介紹通過(guò) Cadence 和 Dassault Systems 平臺(tái)的集成，使用 Allegro X 的電子設(shè)計(jì)人員與 3DEXPERIENCE 平臺(tái)的用戶(hù)（如 MCAD SOLIDWORKS 和 CATIA）之間如何實(shí)現(xiàn)順暢協(xié)作。

本文節(jié)選自 Dassault Systèmes 的 Dinesh Panneerselvam 和 Cadence 公司的 Steve Durrill 在 CadenceLIVE Silicon Valley 2024 演講「1」期間進(jìn)行的演講。點(diǎn)擊此處查看

工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的新時(shí)代

從系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）到系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）再到堆疊封裝（芯粒），芯片封裝變得越來(lái)越復(fù)雜。隨著封裝密度的增加，管理熱以及熱剖面或熱問(wèn)題勢(shì)在必行。

此外，隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，設(shè)計(jì)人員需要滿(mǎn)足苛刻的性能要求并確保結(jié)構(gòu)可靠性。團(tuán)隊(duì)彼此孤立、單獨(dú)處理功能、物理和制造設(shè)計(jì)的要求導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在于不同的孤立數(shù)據(jù)庫(kù)中（EDA、機(jī)械設(shè)計(jì)和 MEMS），這是效率低下的主要原因。

孤立的數(shù)據(jù)庫(kù)可能進(jìn)一步導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，延長(zhǎng)開(kāi)發(fā)周期。為了與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)緩解這些問(wèn)題，行業(yè)需要一個(gè)全面的解決方案，既能滿(mǎn)足性能規(guī)格要求，又能滿(mǎn)足嚴(yán)格的時(shí)間限制。

解決方案：從 2D 平面工程工作流到 3D 模型工作流的過(guò)渡

為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，行業(yè)需要一個(gè)基于模型、模板驅(qū)動(dòng)的管理工程工作流，內(nèi)置多物理場(chǎng)、多尺度分析和完整的系統(tǒng)可追溯性。Cadence 和 Dassault Systèmes 提供了一個(gè)解決方案，將電子、機(jī)械、軟件和系統(tǒng)工程等多個(gè)學(xué)科結(jié)合在一起。

要?jiǎng)?chuàng)建與其他系統(tǒng)無(wú)縫協(xié)調(diào)的復(fù)雜產(chǎn)品，這種多學(xué)科方法至關(guān)重要。3DEXPERIENCE 平臺(tái)提供了一種全面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)定義，所有不同的實(shí)體（要求、功能、邏輯和物理）存在于同一個(gè)系統(tǒng)中，在相同的數(shù)據(jù)模型上運(yùn)行，并且可以相互通信。這種基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）方法可確保（在其中任何一個(gè)實(shí)體發(fā)生任何更改時(shí)）所有實(shí)體都是同步的，因?yàn)橄到y(tǒng)向所有實(shí)體提供相同的數(shù)據(jù)。例如，如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，它將自動(dòng)對(duì)是否能滿(mǎn)足要求的問(wèn)題提供正向反饋。同樣，一切都由工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）管理，所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是彼此連接的。

案例研究：EDA 集成/ MEMS 傳感器設(shè)計(jì)

Dassault Systèmes 團(tuán)隊(duì)展示了一個(gè)用例，呈現(xiàn)了他們與 Cadence 合作設(shè)計(jì)壓力傳感器的過(guò)程。通過(guò)實(shí)時(shí)連接各種數(shù)據(jù)庫(kù)，目標(biāo)是在 3DEXPERIENCE 平臺(tái)上創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)模型。

除了使用孤立的數(shù)據(jù)庫(kù)之外，他們還指出，基于文件的工作流、耗時(shí)的工作流以及仿真難以重用和普及導(dǎo)致了可追溯性不足，這是效率低下背后的主要原因。設(shè)計(jì)與仿真的無(wú)縫協(xié)作能夠使用戶(hù)實(shí)時(shí)觀察任何更改對(duì)系統(tǒng)的影響。

例如，假設(shè)在 SOLIDWORKS 中創(chuàng)建 MCAD 設(shè)計(jì)，在 Allegro X 中創(chuàng)建電子設(shè)計(jì)。在這種情況下，所有內(nèi)容都匯聚在 3DEXPERIENCE 平臺(tái)上，并且包含單項(xiàng)數(shù)據(jù)，任何更改都可以實(shí)時(shí)反饋。3DEXPERIENCE 平臺(tái)允許設(shè)計(jì)人員使用需求驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證。

這提供了在平臺(tái)上本地安裝的多物理場(chǎng)求解器內(nèi)核，使設(shè)計(jì)迭代變得更快、更簡(jiǎn)單。新的驗(yàn)證流程也加快了設(shè)計(jì)探索過(guò)程。

Allegro X Pulse

Cadence 的 Allegro X Pulse 是 IC 封裝和 PCB 數(shù)據(jù)平臺(tái)的核心和靈魂。它能存儲(chǔ)和管理所有設(shè)計(jì)、庫(kù)和 ECAD 模型。Allegro X Pulse 可為設(shè)計(jì)人員管理數(shù)據(jù)，構(gòu)建 IC 封裝或電子系統(tǒng)，同時(shí)支持實(shí)時(shí)協(xié)作。Allegro X Pulse 可以連接 ECAD 和 MCAD 兩個(gè)領(lǐng)域。

所有流程都是透明的，IC 封裝或 PCB 設(shè)計(jì)人員不必?fù)?dān)心不必要的步驟。它在后臺(tái)完成。利用 3DEXPERIENCE 平臺(tái)，我們無(wú)需手動(dòng)導(dǎo)出設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

總結(jié)

隨著業(yè)內(nèi)產(chǎn)品的互聯(lián)特性和自主性增強(qiáng)，必須彌合 CAD 與 EDA、MCAD 或 ECAD 之間的差距。兩家公司開(kāi)創(chuàng)性地合作利用了 Cadence Allegro X Design Platform 和 the Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE 平臺(tái)，旨在優(yōu)化機(jī)電系統(tǒng)建模、設(shè)計(jì)、仿真和產(chǎn)品生命周期管理的整個(gè)價(jià)值鏈。這個(gè)聯(lián)合解決方案使各個(gè)公司能夠?qū)Ｗ⒂趶?fù)雜的互聯(lián)電子系統(tǒng)中的多學(xué)科建模、仿真和優(yōu)化。利用這個(gè)新的多物理場(chǎng)和多學(xué)科解決方案，客戶(hù)可以加速端到端系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)的性能、可靠性、可制造性、供應(yīng)彈性、合規(guī)性和成本。