SimPCB Lite от Эремекс: тестируем виртуальный двойник платы без травления и пайки

Новый инструмент SimPCB Lite от Эремекс — мощное решение для анализа целостности сигналов в высокоскоростных и высокочастотных платах

Что это?
SimPCB Lite — программа для моделирования линий передач, анализа потерь, S-параметров и перекрёстных помех. Она позволяет точно рассчитывать импеданс, затухание сигнала и другие ключевые параметры печатных плат.

Точность и методология

• Использует метод граничных элементов (аналогично зарубежным аналогам).
• Погрешность не превышает 2–5% (проверено сравнением с Polar, Ensis и реальными замерами).
• Учитывает реальную геометрию переходных отверстий (в отличие от упрощённых моделей конкурентов).

Для кого?
Инженеры, работающие с:

• Высокоскоростными цифровыми платами.
• Высокочастотными аналоговыми устройствами.
• Задачами импортозамещения (аналог Polar CI9000).

Интеграция и будущее

• Пока работает как автономная «исследовательская лаборатория», но в перспективе — глубокая интеграция с Delta Design.
• В планах — расширение функционала до 3D-моделирования и комплексного анализа ЭМС.

Почему это важно?

• Отечественная разработка (в реестре российского ПО).
• Позволяет избежать ошибок проектирования на ранних этапах.

Хотите узнать детали? Смотрите/читайте/слушайте полное интервью!

SimPCB Lite от Эремекс: тестируем виртуальный двойник платы без травления и пайки

Текст интервью получен посредством автоматического распознавания речи 
и не подвергался редактированию, в связи с чем возможны ошибки и неточности.

0:32 
Про SimPCB Lite, наверное, мы будем говорить. Судя по всему, раз уж мы стоим напротив дисплея. 

Совершенно верно. Это новая программа от компании Эремекс. Наша команда занималась её разработкой. И эта программа предназначена для обеспечения целостности сигналов на высокоскоростных печатных платах, а также для снижения потерь в высокочастотных аналоговых устройствах и высокоскоростных цифровых.

Здесь представлены у нас модели линий передач. И эти модели мы просчитываем, делаем различные типы анализов. Расчет без потерь присутствует, частотный анализ, S-параметры, перекрестные помехи.

1:18
То есть это программа моделирования?

Да, это программа моделирует. Вот сейчас у нас здесь представлен частотный анализ. Она позволяет считать первичные и вторичные параметры линий передач.

Здесь у нас посчитано сопротивление активное, индуктивность, ёмкость, проводимость диэлектрика, собственно говоря, сам импеданс, а также ослабление сигнала в проводнике, в диэлектрике и суммарно.

1:44
Откуда взяты математические модели? 

Здесь используются численные методы. То есть никакие формулы здесь в чистом виде, к которым привыкли люди, они здесь не применяются. И такие программы, как правило, не используют такие формулы. Они используют численные методы.

Здесь у нас реализован метод граничных элементов. То есть считаем всё по-честному. Так же, как и продвинутые, к которым люди привыкли к зарубежным солверам программы.

2:11
По поводу точности расчётов. Вы какие-то проводили следственные эксперименты?

Конечно.

2:17
Насколько точно считают?

Естественно, проводили. Погрешность у нас не превышает 2-5%. Это мы сравнивали с программами, с такими, как Ensis, Polar.

И кроме этого мы делали реальные замеры импеданса линии передачи. Изготавливали тестовые платы в Резоните. Их обмеряли.

2:38
Какие-то есть ограничения по физическим параметрам вот этих вот плат, которые могут быть здесь смоделированы? Скажем, по количеству слоёв, по количеству переходов. Ещё что-то. Расстояние между проводниками. Ширина проводника.

Здесь ограничения какие? Это модели, которые представлены на линии передач. Их сейчас 64 штуки.

А с учётом того, что пользователь может переворачивать проводник, их получается намного больше. Собственно говоря, это единственное ограничение. Все остальные параметры пользователь может вводить. Любая геометрия. Естественно, те, которые имеют здравый смысл. Например, если пользователь задаст значение, равное нулю, то программа ему скажет, что такое значение задавать нельзя. Не имеет никакого смысла.

3:29
А почему, если не секрет, это отдельная стоящая утилита, или не знаю, как её правильно назвать, а не в составе Delta Design? Было бы логично, на мой взгляд.

Логичный вопрос. И данный инструмент развивается сейчас в двух направлениях. Первое направление – это вот это SimPCB Lite, лёгкое.

И второе – то, которое будет встраиваться и уже встроено в определённом виде в Delta Design. Почему мы сделали два направления? Потому что нашим пользователям нужны были эти инструменты уже прямо сейчас.

Внедрить их в Delta Design – это достаточно трудоёмко и долго. Поэтому мы решили ускориться. 

04:10
Как тестовая версия.

Даже не тестовая, а версия, которая позволит нашим инженерам уже прямо сейчас решать часть задач, связанных с обеспечением целостности сигналов. И по большому счёту, когда мы разрабатывали эту программу, мы пытались импортозаместить Polar CI9000. Он очень известная программа среди наших российских инженеров.

И у нас это получилось. Помимо линий передач, у нас здесь присутствуют и переходные отверстия. Их два типа сейчас. Это для двухслойной платы и для четырехслойной платы. В отличие от того же Polar, мы считаем их по-честному. Здесь присутствует реальная модель переходного отверстия. Polar, например, считает отверстие, представляя его в виде коаксиального кабеля.

Здесь всё в виде проводника. 

То есть там упрощённый расчёт. 

А вы смотрите именно на геометрию.

Да, геометрию. 

Там есть отверстия реальные со стеночками.

То есть учитываем опорные слои.

5:09
А насколько разница в этих подходах влияет на конечный результат? 

Очень сильно влияет. Потому что модель коаксиального кабеля подразумевает, что опорный слой идёт вдоль всего столбца этого цилиндра отверстия. А в реальной модели, если посмотреть, вот есть отверстия и вот есть на слоях опорные слои. То есть опорный слой фактически взаимодействует только с каким-то конкретным объектом по большому счёту.

Да, он взаимодействует со всем цилиндром отверстия, но всё равно не перекрывает его целиком. Да, погрешность, естественно, получается серьёзная.

5:49
Ну вот это отдельно стоящая пока что утилита. А каким образом сюда всасываются данные для анализа? Эти с Delta Design, наверное, попадают. Не надо же, наверное, руками вводить всё с нуля.

Смотрите, здесь у нас...

То есть какая-то плата была спроектирована в Delta Design. Как она попадает сюда? Это единая база?

Если говорить, например, про данный инструмент, то здесь всё-таки пользователь должен вводить все входные данные непосредственно руками. То есть мы называем вообще вот этот инструмент SimPCB Lite как некая исследовательская лаборатория, где инженер может провести исследование.

6:25
Какое-то предположение своё подтвердить или нет.

Подобрать какие-то параметры. Ну вот, например, мы делаем расчёт без учёта потерь и устанавливаем множественный расчёт, где у нас, предположим, будет толщина диэлектрика меняться с каким-то диапазоном. Пользователь получает таблицу значений, может вывести график зависимости от толщины диэлектрика, ну, например, от индуктивности либо от ёмкости, от чего угодно.

И принять какое-то решение. То, о чём вы говорите, это уже непосредственно Delta Design. Здесь это тоже как бы реализовано.

То есть реализовано через стек, через конфигуратор слоёв. То есть здесь есть калькулятор импеданса, который автоматически просчитывает геометрию проводника под заданный импеданс. И в этом случае, да, уже с привязкой к конкретной плате, конкретному стеку, конкретным материалам человек всё это дело применяет.

Здесь вот этот инструмент SimPCB Lite – это как исследовательская лаборатория.

7:27 
То есть в Delta Design реализовано моделирование работы электронной схемы. Здесь отдельным модулем реализовано моделирование всей геометрии печатной платы. А вот комплексно это будет как-то реализовано всё? И то, и другое в одном флаконе.

Да, мы над этим вопросом будем работать. Здесь есть такой тип расчёта, как определение S-параметров. S-параметры – это фактически, если посмотреть, это модель линии передачи.

То есть что здесь получается? Здесь пользователь может просчитать непосредственно S-коэффициенты на конкретных частотах, вывести их в виде комплексного числа и применять уже при моделировании схемы. То есть уже в модели самой схемы будет учитываться…

8:19
А, то есть параметры проводника.

Да, вот эти все соединительные линии, они будут использоваться как… 

То есть они будут автоматом туда подсасываться. 

Да, мы тоже над этим будем работать и мы это сделаем. Вот сейчас система считает. Видим прогресс расчёта. Скорее всего, я не посмотрел, какой сейчас диапазон указан, скорее всего, слишком много точек.

Давайте я остановлю сейчас расчёт. Вот видите, здесь уже просчитано с частотой 1, с шагом 1 МГц от 100 до 313. То есть вот видите, сейчас я вам покажу. S-коэффициенты для данной линии передачи вводятся в виде комплексного числа. То есть этой информации достаточно. Это и затухание здесь, и, соответственно, сама фаза.

9:06
Но насколько это востребовано и кем востребовано?

Это востребовано инженерами. Все специалисты, которые занимаются проектированием сложных устройств, к которым относятся высокоскоростные, высокочастотные, они вынуждены применять эти инструменты. Потому что просто так взять и спроектировать ту же плату, сделать, применяя какие-то произвольные, произвольную геометрию проводников практически невозможно.

Потому что несогласованная линия передачи приводит к тому, что сигнал очень сильно искажается, и приемные устройства его не смогут верно прочитать, а это значит, и вся аппаратура будет работать некорректно.

9:45 
Можно смоделировать заранее, такой виртуальный тест на электромагнитную совместимость произвести при помощи ваших инструментов?

При помощи этого инструмента такое сделать пока нельзя. Мы сейчас используем здесь 2D-солвер, а то, о чем вы говорите, нужно фактически моделировать электромагнитные поля. Да, здесь тоже считается электрическое поле, магнитное, но оно считается в 2D.

И, кстати говоря, частично мы эту проблему здесь решаем, потому что у нас есть такой тип расчета, как перекрестные помехи. То есть мы можем оценить помехи между двумя, там, тремя линиями передачи. На ближнем конце, на дальнем конце.

Но в комплексе сейчас пока что наш инструмент не позволяет это сделать. Да, в перспективе это будет через какое-то время, когда мы уткнемся, скажем так, границам 2D-солвера и будем применять уже 3D-солвер.

10:39
Как вы вообще расцениваете приближение Delta Design к идеалу? Постоянно какие-то улучшения происходят, постоянно какие-то новшества. В целом, наверное, клиенты довольны. Но далеко ли до идеала еще? До конкурентоспособности с лучшими мировыми образцами, скажем так.

Смотрите, на мой взгляд идеал никогда не достижим. Всегда есть к чему придраться. Но на данном этапе развития сейчас Delta Design представляет уже достаточно мощный, хороший продукт, который позволяет решать достаточно сложные задачи.

То есть, если сравнивать, предположим, с тем же, я не знаю, там, Altium, Patsam, то Delta Design вполне может составить им конкуренцию. То есть инженеры могут пользоваться этим продуктом и не сомневаться в его качестве. Кроме того, огромный плюс состоит в том, что поддержка работает очень оперативно, отвечает на все вопросы, если вдруг какие-то возникают проблемные места.

И, тем более, сейчас тоже были доклады ребят, которые рассказывали о том, что импорт тех же проектов из Altium в Delta Design, он работает, и работает достаточно хорошо.

11:54 
Да, то есть было время, когда какие-то проблемы наблюдали, сейчас они уже решены все.

Да, да. Ну, я думаю, что все проблемы, конечно же, невозможно решить, но основные проблемы, которые ставили пользователи в тупик, они решены. Они решены. А придраться есть всегда к чему.

12:12
Ведь Delta Design, он в реестр отечественного ПО включен. В отличие от того же Altium.

Да, да.

12:18
Которым в некоторых случаях пользоваться вообще нельзя.

Да. А рынок сейчас меняется очень динамично, быстро, поэтому все-таки все равно компаниям, которые собираются работать долго, им лучше ориентироваться на отечественное ПО, потому что ты в нем уверен. А зарубежное, оно пришло и так же быстро может уйти.

И пример этому уже был.

© СТА-ПРЕСС, 2025