自1998年AWR向世界推出其第一款大家所熟悉的界面類似于微軟辦公軟件而又功能強(qiáng)大的射頻/微波設(shè)計(jì)EDA軟件以來，它極大的改變了傳統(tǒng)射頻/微波仿真軟件的設(shè)計(jì)思路。在隨后的幾年內(nèi)，Microwave Office? 軟件在其功能和速度方面有了非常大的提高。AWR2011（圖1）是最新版的AWR設(shè)計(jì)套件，包含了四個(gè)產(chǎn)品：Microwave Office?, Visual System Simulator?, AXIEM? 和Analog Office? 軟件，可以完全的運(yùn)行在現(xiàn)今的64位高速多處理器和內(nèi)存之上，同時(shí)改進(jìn)了其組設(shè)計(jì)功能，提高了其EM仿真的性能，還具有熱管理、包絡(luò)仿真、雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等功能。AWR2011將會(huì)是當(dāng)今功能最全、最精確和最先進(jìn)的射頻/微波設(shè)計(jì)工具之一，為用戶提供更多選擇。產(chǎn)品新特性的增強(qiáng)與AWR最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)：“使設(shè)計(jì)工作輕松、快速的同時(shí)，并在一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境中為復(fù)雜問題提供快速精確的解決方案”相吻合。

圖1：AWR2011是最新版的AWR設(shè)計(jì)套件，包含了四個(gè)產(chǎn)品：Microwave Office?, Visual System Simulator?, AXIEM? 和Analog Office?軟件。

亮點(diǎn)之一：無縫設(shè)計(jì)流程

傳統(tǒng)意義上的射頻和微波設(shè)計(jì)牽扯到很多人工操作。例如設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)放大器需要將分立的MMIC芯片融合到一個(gè)工程中。在設(shè)計(jì)過程中必須分別進(jìn)行版級(jí)的分析，物理層管理和電磁仿真。無論哪一個(gè)設(shè)計(jì)步驟中，指標(biāo)或者性能出現(xiàn)任何沖突，都必須調(diào)整MMIC內(nèi)部所有子電路的設(shè)計(jì)。AWR2011顯著地降低了完成這些操作所需要的時(shí)間。

亮點(diǎn)之二：組設(shè)計(jì)

當(dāng)子設(shè)計(jì)被集成到模塊或子系統(tǒng)時(shí)，AWR2011的組設(shè)計(jì)功能（圖2）使管理數(shù)據(jù)和解決沖突成為了可能。原理圖、版圖、電磁分析和測(cè)試都可以從現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中導(dǎo)入。也可以輕而易舉地進(jìn)行多個(gè)全局變量和輸出方程的處理。數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)的沖突可逐塊被實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確處理，同時(shí)在設(shè)計(jì)或者子設(shè)計(jì)處理過程中保持同步。

圖2：AWR2011的組設(shè)計(jì)把管理數(shù)據(jù)和解決沖突的能力作為子功能，合并成了一個(gè)更高層次的整體項(xiàng)目設(shè)計(jì)。可在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中導(dǎo)入原理圖，布局，EM,分析和測(cè)量結(jié)果。

雖然單個(gè)MMIC仍需進(jìn)行獨(dú)立地設(shè)計(jì)，AWR2011的組設(shè)計(jì)功能允許將其融合到模塊設(shè)計(jì)中以便立即解決數(shù)據(jù)沖突問題。這自然的減少了工程集成和芯片設(shè)計(jì)所需的時(shí)間。

可以利用運(yùn)行在后臺(tái)的異步EM仿真器立即對(duì)導(dǎo)入的工程進(jìn)行仿真。例如，最初仿真器僅對(duì)模塊的短路線或者微帶線進(jìn)行計(jì)算，然后再對(duì)是否存在耦合進(jìn)行計(jì)算。完整的分析結(jié)果可以立刻被電路或者系統(tǒng)仿真所調(diào)用。這確保了模塊的子電路可以被正確的導(dǎo)入，也確保了在第一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻預(yù)算和系統(tǒng)級(jí)的集成進(jìn)行分析。這意味著，可以在最初的模塊級(jí)電磁仿真結(jié)束之前進(jìn)行模塊的設(shè)計(jì)。

亮點(diǎn)之三：異步EM仿真

AWR2011新的異步EM仿真器（圖3），允許設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電磁仿真的同時(shí)繼續(xù)其設(shè)計(jì)任務(wù),用戶可以讓他們的EM仿真器透明地在幕后運(yùn)行，也可以在同一臺(tái)電腦上的多個(gè)CPU上運(yùn)行或者是在網(wǎng)絡(luò)或集群工作站來運(yùn)行。任務(wù)隊(duì)列允許對(duì)預(yù)定的和進(jìn)行中的并行運(yùn)算進(jìn)行假設(shè)分析，任務(wù)的規(guī)劃情況由一個(gè)可視化批處理器管理。運(yùn)算完成后結(jié)果可以自動(dòng)更新，最近一次或者更早的仿真結(jié)果可直接載入。

圖3：通過AWR2011異步EM仿真器的支持，用戶不需要等待EM仿真結(jié)束再將EM結(jié)果重新加入到他們的設(shè)計(jì)。

異步仿真器還允許對(duì)全變量化EM模型中的參數(shù)（如材料和邊界）進(jìn)行掃描。應(yīng)用AWR2011獨(dú)有的提取處理或者其參數(shù)化圖形邊界技術(shù)，允許對(duì)這些模型的材料和邊界進(jìn)行參數(shù)化建模。每個(gè)進(jìn)行參數(shù)化掃描的EM仿真可以進(jìn)行并行計(jì)算，大大減少了仿真時(shí)間。對(duì)諸如成品率分析等任務(wù)，也可就EM結(jié)構(gòu)進(jìn)行并行的Monte Carlo仿真。

例如：AWR2011可應(yīng)用圖形修改工具自動(dòng)對(duì)功放制造過程中的掩膜誤差、蝕刻誤差、芯片的位置和基板的偏差進(jìn)行并行的成品率分析。這允許設(shè)計(jì)者同時(shí)將EM分析分配給多個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，設(shè)定不同的EM計(jì)算精度和速度并進(jìn)行假設(shè)分析。

亮點(diǎn)之四：仿真狀態(tài)管理器（SSM）

仿真狀態(tài)管理器（SSM）（圖4），AWR2011的另一新特性，為在設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行同步或者異步仿真的數(shù)據(jù)管理提供了新途徑。它有效的管理了大量的由優(yōu)化、掃描、或者進(jìn)行Monte Carlo分析所得的數(shù)據(jù)，并可智能化管理各階段、各過程分析所得的所有EM數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格，電流，成品率分析和優(yōu)化結(jié)果）。

圖4：SSM有效的管理了大量數(shù)據(jù)，并智能化管理各階段、各過程分析所得的所有EM數(shù)據(jù)。

仿真狀態(tài)管理器（SSM）通過被稱為“檢查點(diǎn)”的技術(shù)跟蹤、管理、顯示當(dāng)前或者任何以前的仿真狀態(tài)的結(jié)果，此技術(shù)可以恢復(fù)用戶以前斷點(diǎn)的仿真結(jié)果。所有的仿真結(jié)果存儲(chǔ)在Data Sets中并由SSM管理，因此用戶可以控制在設(shè)計(jì)過程中得到的多個(gè)歷史仿真結(jié)果。這可使用戶在不重新進(jìn)行新的仿真的基礎(chǔ)上得到以前的數(shù)據(jù)。SSM在支持將每一次的仿真結(jié)果存儲(chǔ)到Data Sets同時(shí)，還自動(dòng)追蹤符合現(xiàn)階段仿真的數(shù)據(jù)，減少了潛在的錯(cuò)誤。結(jié)果與設(shè)計(jì)同步，用戶可以確保原理圖和版圖正是在EM中所仿真的。數(shù)據(jù)定位的功能允許用戶覆蓋同步數(shù)據(jù)并利用先前的設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行假設(shè)分析。

亮點(diǎn)之五：參數(shù)化EM

AWR2011還包含了基于圖形和參數(shù)化及原理圖的EM圖形。邊界的處理也參數(shù)化的包含在AWR統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型（UDM）結(jié)構(gòu)中，并且在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程保持同步。這允許EM隊(duì)列被調(diào)用，并可由基于多個(gè)圖形、方程和規(guī)則的參數(shù)模型所控制。

另外，一個(gè)“過程感知”的幾何處理算法可以自動(dòng)的將可進(jìn)行掩膜的邊界轉(zhuǎn)化為可進(jìn)行EM仿真的版圖，同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行諸如過孔創(chuàng)建等需要手動(dòng)進(jìn)行的邊界修改。當(dāng)應(yīng)用于AWR的EM提取流程技術(shù)后，“過程感知”處理過程減少了手動(dòng)的步驟，使EM提取流程更快速和無縫。

亮點(diǎn)之六：成品率分析和優(yōu)化

AWR2011增強(qiáng)的成品率分析和優(yōu)化分析（圖5）使設(shè)計(jì)者能充分利用參數(shù)化的EM圖形及其他圖形和幾何邊界。用戶自定義層可將與制造相關(guān)的效應(yīng)：如掩膜對(duì)齊和蝕刻誤差計(jì)算在內(nèi)。通過利用SSM功能用戶可以發(fā)現(xiàn)極端狀況，掃描制造相關(guān)的參數(shù)，并監(jiān)控整個(gè)電路的線性、諧波平衡或者時(shí)域的電路仿真性能。即使是諸如誤差矢量幅度（EVM），相鄰信道功率比（ACPR）或者誤碼率（BER）等系統(tǒng)級(jí)參數(shù)也可進(jìn)行成品率分析和優(yōu)化。

圖5：在AWR2011中，EM成品率分析，掃描，優(yōu)化和DFM也被非常好地結(jié)合成一個(gè)套件。

亮點(diǎn)之七：電路包絡(luò)仿真

電路包絡(luò)仿真（圖6）為應(yīng)用高階仿真技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)的無線通線功放設(shè)計(jì)者提供了極大的方便。當(dāng)其在Microwave Office? 和 Visual System Simulator? (VSS)軟件中所使用，設(shè)計(jì)者能設(shè)計(jì)出高線性和高效率的功放，由于這兩個(gè)參數(shù)相互沖突，如果不應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，完成此功放的設(shè)計(jì)是不可能的。

圖6：包絡(luò)仿真器可使設(shè)計(jì)者模擬電路級(jí)的時(shí)變現(xiàn)象，如依賴于動(dòng)態(tài)偏置或是包絡(luò)追蹤原理的記憶效應(yīng)和復(fù)雜的數(shù)字預(yù)失真。

AWR的電路包絡(luò)仿真技術(shù)能高效的在時(shí)域中處理調(diào)制信號(hào)并在頻域中處理載波信號(hào)。由于結(jié)果是一個(gè)基于時(shí)間變化的頻譜，因此允許設(shè)計(jì)者能對(duì)信號(hào)的每個(gè)諧波的調(diào)制信息（如幅度和相位）進(jìn)行評(píng)估，這使得在設(shè)計(jì)流程的早期進(jìn)行關(guān)鍵性能如：EVM和ACPR的分析成為可能。

亮點(diǎn)之八：其他重要特性

除了上述以設(shè)計(jì)者效率為中心性能的提高，AWR 2011還有其他新特性，可加快設(shè)計(jì)步伐，使設(shè)計(jì)者在第一時(shí)間里成功實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作。

用戶自定義參數(shù)化模型：應(yīng)用EM原理圖，參數(shù)化單元或“靜態(tài)”圖形的用戶自定義模型可被用于參數(shù)化EM模型的創(chuàng)建。圖形操作功能包含布爾運(yùn)算，圖形調(diào)整等遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了諸如使圖形大小變化和多邊形長(zhǎng)寬比變化的功能。設(shè)計(jì)者可定義參數(shù)化模型并按需進(jìn)行仿真來創(chuàng)建模型，仿真結(jié)果可被插值以便在調(diào)試狀態(tài)或者基于快速的電路優(yōu)化所利用。

子電路參數(shù)化：此項(xiàng)功能允許將Microwave Office?軟件中的非線性電路在一個(gè)層次上將參數(shù)傳遞以模塊的形式傳遞給VSS軟件，將電阻值或電感的Q 值將如何影響系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)完全的展示給用戶。

AWR Connected for Antenna Magus產(chǎn)品：此工具可以快速、簡(jiǎn)便的評(píng)估多個(gè)天線設(shè)計(jì)，使用戶更加深入的了解其設(shè)計(jì)。Antenna Magus內(nèi)全面的數(shù)據(jù)庫(kù)使得設(shè)計(jì)過程--從最初的設(shè)計(jì)（綜合）到最終的自定義階段（電路/電磁仿真）流水線化。

AWR Connected for CapeSym SYMMIC產(chǎn)品（圖7）：能夠發(fā)現(xiàn)并移除GaN, GaAs和硅射頻功率晶體管和MMIC中的熱集中點(diǎn)，這對(duì)性能、成品率和器件的壽命至關(guān)重要。應(yīng)用此工具，設(shè)計(jì)者可獲知并查看熱與電性能之間的依賴關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行定位。

圖7：應(yīng)用AWR Connected for CapeSym SYMMIC產(chǎn)品，設(shè)計(jì)者可獲知并查看熱與電性能之間的依賴關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行定位。

射頻短路/開路感知查看器：此工具允許在設(shè)計(jì)流程的早期減少布線和版圖中的錯(cuò)誤，在設(shè)計(jì)流程的早期進(jìn)行此項(xiàng)工作可大大減少成本。

VSS雷達(dá)庫(kù)（圖8）：不僅提供了雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)處理流程的詳細(xì)行為級(jí)模型還提供了由綜合或者測(cè)量所得的3D天線方向圖。此軟件與LabVIEW和 MATLAB集成在一起，因此可進(jìn)行自定義的信號(hào)處理算法。

圖8：VSS雷達(dá)庫(kù)和由綜合或者測(cè)量所得3維天線方向圖允許在射頻和雷達(dá)信號(hào)的處理過程中對(duì)其行為模型進(jìn)行詳細(xì)的建模。連接到Matlab和LabVIEW允許自定義信號(hào)處理算法。

綜述

隨著商業(yè)和軍用的射頻及微波模塊與子系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，AWR設(shè)計(jì)環(huán)境內(nèi)所集成的工具滿足了此挑戰(zhàn)。AWR2011內(nèi)的改進(jìn)在增強(qiáng)了此多功能、尖端的設(shè)計(jì)套件的同時(shí)又與AWR的核心目標(biāo)：“使射頻與微波設(shè)計(jì)輕松、快速，更好的理解在第一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)成功設(shè)計(jì)的哲學(xué)”相吻合。