Accélérer considérablement le développement électronique et réduire le Time-to-Market jusqu’à 9 mois

Le développement rapide des systèmes embarqués – notamment avec l’intégration de fonctions d’infodivertissement, d’ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) et de conduite autonome – accroît considérablement la complexité des systèmes. À cela s’ajoutent le débit de données élevé, la nécessité d’un traitement en temps réel et l’intégration transparente de plusieurs signaux haute vitesse (comme PCIe Gen5, UFS Gen4, LPDDR5x, DP, USB, LVDS, Ethernet), alors que l’espace disponible est souvent très limité. De plus, la tendance à l’électrification avec l’intégration de nombreux capteurs et modules complique la mise en place d’une architecture système adaptée.

Business Case : Réduction des coûts, moins d’itérations, clients plus satisfaits

Grâce à des logiciels de simulation performants comme Ansys HFSS 3D Layout et Ansys SIwave, Harman peut prendre des décisions de conception réfléchies, dès les premières phases de développement. La simulation n’est pas seulement un outil technique chez Harman, c’est un levier stratégique. Elle permet :

• Une réduction significative des prototypes physiques
• Une diminution du Time-to-Market
• Une amélioration de la qualité des produits
• Une augmentation de la satisfaction client

Une phase de prototypage raccourcie peut réduire le Time-to-Market de 6 à 9 mois !

Comparaison entre la simulation et la mesure dans les diagrammes d’œil pour une évaluation quantitative de la qualité du signal dans les canaux de transmission de données à haute vitesse. | © Harman Becker Automotive Systems

Outils de simulation sur mesure pour relever différents défis de conception

Pour les circuits moins complexes et les interfaces à vitesse réduite, les ingénieurs de Harman utilisent Ansys SIwave pour l’extraction des paramètres S, la vérification de l’impédance et le calcul des longueurs de pistes. Ansys SIwave est également utilisé pour les simulations de Power Integrity (DC et AC) ainsi que pour la simulation des effets de champ proche et lointain pour la CEM.

Pour les circuits très complexes avec interfaces haute vitesse, Ansys HFSS 3D Layout est employé. Il permet d’extraire les paramètres S avec une précision accrue en utilisant le calcul en cluster. Pour plusieurs cartes, Ansys HFSS 3D Layout combine les circuits imprimés, y compris les caractéristiques des billes de soudure, afin d’extraire un ensemble homogène de paramètres S. Ceux-ci sont ensuite importés dans la simulation de circuit d’Ansys Electronic Desktop, où des modèles de composants sont ajoutés pour simuler TDR, diagrammes de l’œil, skew, pertes d’insertion, pertes de retour, diaphonie et autres paramètres.

Processus structuré : collaboration mondiale et attribution des expertises

Harman suit un processus de simulation clairement défini. Les objectifs de simulation sont d’abord fixés en étroite collaboration entre les parties prenantes et les ingénieurs en simulation. Ensuite, les documents pertinents (fiches techniques, modèles, exigences) sont collectés et vérifiés. Selon la complexité, les priorités et le calendrier, les outils et expertises appropriés sont choisis pour la configuration et l’analyse. À la fin, les résultats validés et documentés servent de base de décision pour la gestion de projet et les équipes de développement.

De l’idéal à la réalité : Défis de la conception haute vitesse

L’objectif est de simuler au plus près de la réalité. Au lieu de configurations idéalisées, des effets réels tels que le bruit d’alimentation, le jitter, la rugosité des circuits imprimés et les procédés de gravure sont pris en compte. Cela permet d’identifier et de corriger les points faibles en amont – y compris les analyses de cas extrêmes. Les simulations permettent de définir, identifier et résoudre chaque problème potentiel susceptible d’affecter un système. En analysant différents scénarios, les ingénieurs peuvent tester diverses idées et technologies et ainsi prendre une longueur d’avance sur la concurrence mondiale.

La rencontre entre simulation et réalité : 90 % de précision lors de la validation

Après la création du prototype, des mesures sont effectuées pour déterminer les paramètres clés et les comparer aux résultats de simulation. Le résultat a montré une concordance supérieure à 90 %, preuve de la grande précision des simulations. Pour améliorer encore, la configuration de simulation est vérifiée et optimisée après chaque comparaison. Cette précision élevée renforce la confiance des clients de Harman et permet des décisions éclairées dès les premières étapes du développement.

Regardez l’interview avec Dr. Maha Koraichi (Hardware Engineer, Engineering/R&D, Connected Car Division, Harman Becker Automotive Systems GmbH) :