一种适用于云服务的电磁仿真软件系统的制作方法

本发明属于电磁仿真软件，具体涉及一种适用于云服务的电磁仿真软件系统。

背景技术

1、电磁仿真是一项重要的技术，用于计算和分析电磁场在不同环境中的行为，广泛应用于通信、雷达、天线设计等领域。传统的电磁仿真系统面临着计算资源有限、耗时长、可扩展性差等挑战。本发明旨在提供一种基于云服务的电磁仿真系统架构，以提高仿真的效率、可扩展性和灵活性。

2、随着科技的不断进步和云计算技术的普及，越来越多的应用和服务迁移到了云平台上。在电磁仿真领域，电磁场的计算和分析是一项重要的工作，它在多个领域中扮演着关键的角色，包括通信、雷达、天线设计等。为了提高仿真的效率和可扩展性，将电磁仿真系统迁移到云服务平台上成为一种可行的解决方案。

3、传统的电磁仿真系统通常在本地计算机上运行，面临着计算资源有限、耗时长、可扩展性差等挑战。而利用云服务提供商的计算能力和弹性扩展性，可以实现大规模的并行计算，提高仿真的速度和准确性。

4、云服务的电磁仿真系统包含下列背景技术：

5、云计算基础设施：云计算基础设施提供了可靠的计算资源和存储服务，包括虚拟机、存储空间、网络连接等。借助这些基础设施，可以在云平台上构建和扩展电磁仿真系统。

6、分布式计算和并行计算：云平台的优势之一是可以同时利用多个计算节点进行并行计算。通过将电磁仿真任务分解成多个子任务，并在多个计算节点上并行执行，可以加快仿真的速度和效率。

7、弹性扩展性：云服务平台允许根据实际需求动态地增加或减少计算资源。在电磁仿真系统中，可以根据仿真的规模和复杂度自动调整计算节点的数量，以满足不同场景下的计算需求。

8、数据管理和共享：电磁仿真涉及大量的数据，包括模型数据、边界条件、仿真结果等。云服务平台提供了高效的数据管理和共享机制，可以方便地存储、访问和共享仿真数据，便于多个用户协同工作和结果的共享。

9、通过将电磁仿真系统迁移到云服务平台上，可以充分利用云计算的优势，实现高效、可扩展的电磁仿真。这种架构可以帮助研究人员、工程师和设计师更快地进行电磁仿真分析，加速产品开发和优化过程，提高效率和成本效益。同时，它也为不同地理位置的用户提供了协同工作和共享资源的便利性。

10、本发明系统架构是针对电磁仿真系统需要计算资源大的问题，根据云服务平台的特点，基于包含所有仿真所需信息的fdl格式文件，提出一种适用于云服务的电磁仿真系统架构，该系统架构有效地解决了电磁仿真系统所需计算资源受限和计算速度过慢的问题，同时适用于云服务器，能充分利用云服务器的计算资源，从而使整个电磁仿真过程可以更快的完成，同时对用户生成的结果文件也有一个安全的存储空间和访问的便捷性。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对传统的电磁仿真系统面临着计算资源有限、耗时长、可扩展性差等问题，旨在提供一种适用于云服务的电磁仿真软件系统，以提高仿真的效率、可扩展性和灵活性。

2、第一方面，本发明提供了一种新的电磁仿真文件(即fdl格式文件)，包括：

3、运行参数信息(operation data)：包含传递给网络计算平台的操作设置参数；所述操作设置参数包括扫频设置参数，仿真配置参数，扫频设置参数包括线性扫频模式、对数扫频模式、离散点扫频模式、多频段模式；仿真配置参数包括线程数、扫描变量、求解器类型、激励类型、金属导体电流处理模式和通孔电流处理模式、输出电流分布、mesh剖分类型、mesh全局运行参数、准静态仿真、精确度等级、删除悬空通孔标识、通孔聚合标识、内存限制参数、仿真端口设置。

4、层的物理信息(physical data)：在数据结构方面对物理信息进行了定义，物理层中包含了五种不同材质、功能的层，包括metallayer(金属层)，layer(物理层)，extlayer(放置三维结构的嵌入层)，nestedlayer(放置子设计的嵌入层)，virtuallayer(虚拟层)，包含图形所在层的物理特性设置，如层的厚度，电导率和材料等。

5、几何信息(geometrical data)：包含用户绘制或者外部导入的几何对象信息，包括二维版图的几何对象数据信息，即线、带孔或不带孔的多边形、矩形、圆、圆弧等几何模型及其属性，同时兼顾了pcb和ic的数据需要。

6、端口信息(port data)：包括端口名，坐标，端口的激励属性，所在的层和网络属性以及自定义的几何变化(transform)；几何变化指的是在ui中对端口的平移、旋转、缩放、镜像操作。

7、电磁仿真文件还包括如下：

8、fdl_type(software)：fd系软件系统文件，头函数，描述使用的软件名称。

9、geom_unit(unit)：描述设计中几何长度的单位，有“nm”、“um”、“mil”、“mm”、“m”。

10、variables(var)：存储设计中使用的变量。

11、run执行函数：执行设计要仿真的指定网络和功能。

12、第二方面，本发明提供一种适用于云服务的电磁仿真软件系统，包含以下部分：

13、客户终端、云模式下的数据平台、位于各云节点的多个网络计算服务平台；

14、所述客户终端用于接收外部导入的fdl格式或非fdl格式的文件，用于与用户进行交互，并向云模式下的数据平台发送用户交互消息；所述客户终端包括fdl格式转换单元，所述fdl格式转换单元用于判断接受的文件格式，若文件格式为非fdl格式，则将当前文件转换为fdl格式，作为fdl仿真文件，若文件格式为fdl格式，则直接作为fdl仿真文件；所述fdl仿真文件用于存储图形化用户界面(gui)绘制的电磁仿真信息；

15、所述云模式下的数据平台根据负载和资源利用情况将fdl仿真文件进行分片处理，每个分片均包含可进行完整电磁仿真计算的文件信息，包括运行参数信息、层的物理信息、几何信息、端口信息；

16、位于各云节点的多个网络计算服务平台各自调用所述云模式下的数据平台处理后的fdl仿真文件分片，并进行并行计算，生成一系列电磁仿真结果；最后通过云平台的数据共享将一系列电磁仿真结果进行合并，形成完整的电磁仿真结果；

17、每个网络计算服务平台包括网格生成模块和计算引擎；其中所述网格生成模块用于获取云模式下的数据平台中存储的几何信息和运行参数信息中剖分规则，根据剖分规则对几何信息进行剖分，得到剖分结果，最后将剖分结果传递给计算引擎进行仿真；所述计算引擎用于根据云模式下的数据平台中运行参数信息的操作设置数据，层的物理信息，以及网格生成模块的剖分结果，最后生成电磁仿真结果，即s参数(sparameters)。

18、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现所述的电磁仿真软件系统。

19、第四方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现所述的电磁仿真软件系统。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明通过将所有数据信息模块化设置后存放于同一个fdl文件中，以python描述符的格式描述其数据结构，方便用户直接查看和修改仿真信息。本发明的电磁仿真系统软件架构针对电磁仿真系统需要计算资源大的问题，根据云服务平台的特点，方便灵活适合各种云服务架构，有效地提高电磁仿真系统对云服务器的适应能力，能充分利用云服务器的计算资源提高仿真计算的效率，具有广泛的应用前景，在电磁场仿真领域具有重要的技术和商业价值。

22、本发明不依赖于hpc系统中的任务调度系统，可以独立在各种云平台服务中部署运行。本发明也可以在超大规模电磁仿真计算中，自动为多个hpc集群分配任务，从而提高超大规模电磁仿真计算的利用效率。