ModelSim

Cómo afrontar con éxito las complejidades del diseño FPGA

La optimización de los productos electrónicos conlleva la aplicación de nuevos algoritmos, cada vez más complejos, que exigen nuevas FPGAs, también más complejas y con mayor capacidad de procesado, como, por ejemplo, la ULTRASCALE, que permite abordar nuevas funciones. En aviónica, ya han empezado a utilizarlas, a pesar de su coste superior.

Tecnobit, perteneciente al Grupo Oesía, es una empresa tecnológica conformada por capital 100% español y privado. Con sede en Valdepeñas (Ciudad Real) y Rivas-Vaciamadrid (Madrid), opera en los siguientes sectores: seguridad, defensa y aeroespacial.

El principal desafío de Tecnobit es el de consolidar su liderazgo en el mercado de cámaras de visión infrarroja.

En el ámbito FPGA, se sigue innovando con el objetivo de aumentar la productividad de los diseñadores para hacer frente al aumento de la complejidad de los elementos de hardware. Pero, por desgracia, el aumento de la productividad en el diseño no siempre significa que se pueda llegar antes al mercado.

La complejidad de la verificación aumenta exponencialmente al aumentar la complejidad del hardware y esto hace que aumente el tiempo necesario para llevarla a cabo. La verificación funcional, imprescindible en el desarrollo de los diseños de hoy en día, se convierte, a menudo, en un cuello de botella. En ocasiones, se dedica hasta un 70% del tiempo de desarrollo del diseño a la verificación funcional.

Es necesaria una evolución de la verificación para poder mantener el ritmo del resto del proceso y maximizar su potencial.

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Tecnobit: cómo afrontar con éxito las complejidades para seguir innovando

La solución

En Tecnobit utilizan la herramienta para simular el comportamiento de la FPGAs tanto antes como después de la síntesis y para depurar posibles problemas.

«Si lo que quieres es una simulación potente, con mucho tiempo de procesado, ModelSim sigue siendo la mejor opción, no tiene rival», afirma Mario Ramos, responsable de diseño FPGA en Tecnobit.

Además, desde Tecnobit señalan un aspecto muy importante: ModelSim nunca les ha generado un cuello de botella. «En tema de bugs, nunca hemos reportado ningún fallo de la herramienta, lo cual es difícil; con otras herramientas sí que hemos visto fallos que solo solucionan en versiones sucesivas».

Los beneficios

ModelSim permite simular tanto lo que se está realizando en el momento como el post-layout y la post-síntesis. De esta manera, se ahorra mucho tiempo, ya que se anticipan los posibles problemas que se podrían generar más adelante. El simulador indica si en los rangos máximo y mínimo de temperatura el diseño se va a comportar como se espera. Según Mario Ramos, «es de gran ayuda poder realizar una simulación anticipada, muy cercana a la realidad«.

El modo de trabajo con scripts (ficheros de ejecución) de ModelSim permite montar simulaciones de manera intuitiva, sin que sea necesario contar con un técnico especializado. Con un menú sencillo, permite simular múltiples aspectos.

Además, se trata de una herramienta robusta, que «nunca se cuelga; ni siquiera con las simulaciones que llevan mucho tiempo», aseguran.

caso de éxito Tecnobit - HDL - FPGA - Cadlog

E-book

Tecnobit: cómo afrontar con éxito las complejidades para seguir innovando

El caso de éxito incluye información sobre cómo:

  • Optimizar los productos electrónicos.
  • Trabajar con FPGAs más complejas y con una mayor capacidad de procesado.
  • Simular el comportamiento de las FPGAs.
  • Optimizar la colaboración entre departamentos.
  • Superar la brecha de productividad en la verificación del diseño.
  • Asegurar la calidad del producto con la cobertura de código.
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Carlota HerreroCómo afrontar con éxito las complejidades del diseño FPGA

Boeing utiliza las herramientas de Siemens-Mentor para diseñar sus aviones

Boeing ha decidido confiar en Siemens y los instrumentos de Mentor Graphics, parte integrante de la compañía. Estas herramientas entran a formar parte de los Second Century Enterprise Systems (2CES), centrales en la estrategia de la mayor empresa aeroespacial a nivel mundial para transformarse de cara a los desafíos propios de este siglo. El objetivo de Boeing es mantener su liderazgo durante, al menos, todo el siglo XXI y, para ello, ha elegido a Siemens, de cuyos productos se servirá a la hora de optimizar los procesos de diseño y producción, aumentando los niveles de automatización y digitalización.

Boeing ha tomado esta decisión tras haber analizado las diferentes soluciones que ofrece el mercado en base a varios parámetros, como las necesidades del sector aeroespacial o la flexibilidad de cara a posibles cambios futuros. El acuerdo señala que los softwares de Siemens cubrirán tres áreas clave: diseño de sistemas eléctricos, diseño del producto electrónico y análisis mecánico.

Este acuerdo hace referencia, de manera particular, a las herramientas que Siemens incluyó en su porfolio tras la adquisición de Mentor Graphics. De esta forma, se crea una plataforma común y estandarizada en Boeing que comprende:

  • diseño y verificación de semiconductores;
  • diseño y fabricación de circuitos impresos;
  • diseño y fabricación de sistemas eléctricos;
  • análisis térmico y fluidodinámico para el diseño mecánico.

Se trata tanto de aplicaciones generales del ámbito electrónico como de aplicaciones propias del sector aeroespacial, en el cual coexisten diferentes sistemas, destinados a funciones diversas, como la navegación y la comodidad de los pasajeros, con un especial énfasis puesto en la seguridad.

John Harnagel, Engineering Director en Boeing Defense and Space, ha declarado: “El acuerdo con Siemens-Mentor nos permitirá combinar las mejores herramientas existentes para el diseño eléctrico con la vasta experiencia y los conocimientos de Boeing en el marco de nuestro proyecto de transformación 2CES”.

Por su parte, el Presidente y CEO de Siemens PLM Software, Tony Hemmelgarn, ha afirmado lo siguiente: “La habilidad de asistir a los clientes a la hora de implementar la digitalización y la innovación es uno de nuestros puntos fuertes. Este acuerdo deja patente la confianza que Boeing deposita en Siemens al permitirle participar en la consecución de su visión. ¡Desde Siemens estamos impacientes por hacerla realidad!”.

Las herramientas de Siemens-Mentor para el sector aeroespacial

Diseño eléctrico y electrónico

  • Capital (diseño wire&harness)
  • Xpedition (diseño de circuitos impresos de gama alta)
  • PADS (plataforma completa para el diseño de circuitos impresos)
  • Precision Synthesis (síntesis FPGA)
  • ModelSim (simulación para el diseño ASIC y FPGA)
  • Questa (verificación funcional del diseño FPGA y ASIC)
  • HDS – HDL Design Series (gestión y desarrollo de proyectos HDL)
  • Vista (prototipado virtual de la arquitectura de sistema)

Análisis mecánico y CFD

  • FLOEFD (análisis CFD integrado con los sistemas de CAD mecánico)
  • FloTHERM (análisis térmico y simulación para el prototipado virtual)
  • FloMASTER (modelación térmica y fluidodinámica monodimensional)
  • Power Tester 1500A (tests térmicos para los componentes electrónicos)

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