行业介绍：

服务器作为IT算力设备，承载着数据中心大规模计算的需要。随着CPU和主板性能的提升，单板器件数量快速增长，服务器主板上的供电网络趋于复杂，供电模块和电源分配网络必须满足多种电压需求；同时主板上CPU的载流很大，电源平面的设计不当会影响CPU的工作性能，因此，电源设计及仿真验证尤为重要。

需求概述：

服务器主板上的供电部分主要负责将电源模块PSU输出的12V电压转换为CPU，内存及其他器件和电路所需要的电压，再经由电源分配网络（PDN）输送到各个负载。供电部分中含有磁性元件的电感或变压器对电路的性能也会产生决定性的影响；同时电源分配网络的设计决定了负载正常工作的能力，高电流还会对服务器的热管理造成挑战。因此，对于服务器主板的分析需要涵盖电/磁/热等多物理场仿真。

问题：

现有针对电源分配设计及仿真的解决方案软件需要使用多个平台，才能进行多物理场仿真，且不同平台之间不兼容，工程师必须多次建模和设置才能完成仿真。德图科技SonicMP为解决供电网络电源完整性仿真提出了一站式解决方案，解决了多物理场仿真平台分散的问题。

流程：

1.主板CPU电热协同仿真解决方案

下图所示为某一服务器主板的部分俯视图（已做模糊处理）。该主板上包括2路CPU，在设计时需要考虑CPU的大电流引起的整板温度提升，使用SonicMP进行电热协同仿真，观察在自然对流和室温环境下整板的温度上升情况，评估设计的可靠性。

在导入PCB文件后，SonicMP可以通过手动设置和自动设置两种方式进行仿真前设置。整体仿真流程如图所示。

在该案例设置中，在供电网络上设置VRM，CPU0和CPU1作为负载，构成仿真回路。设置散热边界在自然对流散热下，环境温度设为25度。通过仿真得出，PDN功耗为63W，在环温25度的情况下，整板最高温度为66.8度。左图为电流密度分布云图，右图为温度分布云图。

由结果可以看出整板上最高温度在66.8度，符合芯片工作范围，满足设计要求。

2.电感/变压器电磁仿真解决方案

除了对整板进行的电学和热学分析，供电部分的设计也是服务器主板上一个重要组成部分。电压转换电路一般包括电感/变压器，这种含有磁性元件的器件在设计时会影响电路性能。SonicMP可以进行电感/变压器的电磁仿真分析，能够得到铜损，铁损以及磁感应强度等参数，协助完成电压转换部分设计仿真。

SonicMP支持导入PCB文件和三维格式的磁芯文件，也可以在软件内手动进行三维建模。

在磁芯导入或建立完成后，可以设置材料及参数。

在SonicMP中进行磁仿真，需要设置电流源激励。可以直接选择PCB焊盘作为激励端口，支持多端口设置。在设置激励后，设置仿真频率，SonicMP支持多频点求解。仿真设置完成，可以开始仿真。

SonicMP支持查看损耗和端口R，L参数及磁感应强度，电流密度等云图结果。       

SonicMP也支持进行磁热仿真，查看在磁芯存在的情况下，整体的温度分布情况。

总结：

在类似服务器主板这种多组件、大规模计算的场景下，利用德图 SonicMP将电磁热力仿真和流体仿真引擎集成在同一平台，只需导入一次设计文件，进行一次仿真前设置，即可完成多个物理场的仿真计算，大大提升了仿真效率和减少了人工成本。