面向智能系统的智能设计

如果没有MEMS，今天的智能手机就不会被称为“智能”。无论是用加速度计和陀螺仪进行运动传感，用多麦克风消除噪声，用可调谐射频MEMS电容器进行多波段无线电，MEMS都是实现全新或大幅改进功能的关键因素之一。这不仅适用于智能手机，也适用于许多其他智能设备，在许多不同的应用领域。在欧洲，我们称之为“智能系统”。

虽然智能手机和智能系统正变得越来越普遍，但目前设计这些复杂系统的行业实践并不那么智能。意法半导体工业和多部门CAD研发总监Salvatore Rinaudo表示，缺乏结构化设计方法是智能系统应用快速扩展的主要障碍。“聪明的系统开发者对系统的不同部分使用不同的设计工具，他们中的大多数人都没有考虑到整个系统的集成。里纳乌多在2011年发表了这一声明，但它同样适用于今天。为了应对这一挑战，主要的欧洲利益相关者已经联合起来组成了两个合作研发财团。其中之一是SMAC，是“智能系统协同设计”的缩写，结合了智能系统制造商、EDA供应商和学术机构在st领导下的专业知识PARSIMO并着重于包中的系统(SIP)的分区和建模。

Coventor很高兴被邀请加入这些欧洲智能系统设计倡议，特别是领导mems相关集成工具和方法的开发。我们被要求使MEMS设计更加“集成意识”。特别地，我们被要求开发MEMS包协同设计的解决方案，广泛的MEMS设计EDA兼容性，以及提高仿真速度。

由SMAC联盟解决的智能系统组件

许多年前，当我们对我们的下一代MEMS设计平台进行头脑风暴时，我们设想使MEMS设计师不仅能够设计和优化他们的设备，而且还能与系统设计团队的其他成员共享模型，从ASIC设计师开始。现在，这一愿景正在走向现实，体现在我们的MEMS+产品套件中。因为我们的努力，MEMS设计变得更加“集成意识”了吗?答案是肯定的。

将MEMS芯片集成到系统中的一个挑战与它与封装的相互作用有关。虽然该封装旨在保护MEMS模具并将其与其他组件连接，但它也可能强烈影响其行为。其中一个主要原因是封装中不同材料与MEMS衬底的热膨胀系数不匹配。对于一些设备，如加速度计，由热效应引起的零偏移可能会掩盖实际的输入信号。今年早些时候，我们发布了MEMS + 3.0，在MEMS传感器模型中加入热诱发衬底变形的能力。在MEMS+套件现有的机械和静电建模能力的基础上增加了阻尼效应，现在可以执行考虑组件热行为的全动态、非线性模拟。

虽然能够模拟多物理效应是MEMS设计的基本要求，但对系统设计来说还不够。MEMS模型还必须与电子模拟器兼容，并且模拟速度非常快，以实现多个电子元件的集成，同时不影响精度。MEMS+模型已经与MathWorks和Cadence的模拟器兼容，比传统的有限元模型模拟速度快得多。我们能否将兼容性扩展到其他模拟器，如Synopsys的HSpice、Mentor Aldo或Silvaco SmartSpice，并使模拟运行得更快?

是的，随着游戏的发行，我们实现了这两个目标MEMS + 4.0十月底。该版本提供了以标准化Verilog-A格式导出订单减少模型的新功能。模型降阶(model -order - reduction, MOR)，即建立降阶模型的过程，是一种行之有效的提高仿真速度的方法。MEMS+模型已经比传统的有限元模型少了几个数量级的自由度(未知数)。在MEMS+模型上执行MOR可以进一步减少自由度的数量，同时在选定的操作范围内保持精度。与此同时，Verilog-A格式允许在当今大多数电路模拟器中使用，不需要电子设计师改变它们的工作方式。

2013年发布的两款MEMS+为实现系统感知MEMS设计的目标做出了巨大的贡献。展望未来，我们的开发团队致力于使智能系统设计更加智能化。