信號(hào)完整性仿真工具介紹

關(guān)于Ansoft公司的仿真工具
　　Ansoft公司的高速PCB板的信號(hào)完整性仿真專題?，F(xiàn)在的高速電路設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到GHz的水平，高速PCB設(shè)計(jì)要求從三維設(shè)計(jì)理論出發(fā)對(duì)過(guò)孔、封裝和布線進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)來(lái)解決信號(hào)完整性問(wèn)題。高速PCB設(shè)計(jì)要求中國(guó)工程師必須具備電磁場(chǎng)的理論基礎(chǔ)，必須懂得利用麥克斯韋爾方程來(lái)分析PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的電磁場(chǎng)問(wèn)題。目前，Ansoft公司的仿真工具能夠從三維場(chǎng)求解的角度出發(fā)，對(duì)PCB設(shè)計(jì)的信號(hào)完整性問(wèn)題進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。
　　
　　Cadence的工具采用Sun的電源層分析模塊
　　Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信號(hào)完整性套件中的電源完整性模塊據(jù)稱能讓工程師在高速PCB設(shè)計(jì)中更好地控制電源層分析和共模EMI。
　　該產(chǎn)品是由一份與Sun Microsystems公司簽署的開發(fā)協(xié)議而來(lái)的，Sun最初研制該項(xiàng)技術(shù)是為了解決母板上的電源問(wèn)題。
　　有了這種新模塊，用戶就可根據(jù)系統(tǒng)要求來(lái)算出電源層的目標(biāo)阻抗；然后基于板上的器件考慮去耦合要求，Shah表示，向?qū)С绦蚰軒椭脩舸_定其設(shè)計(jì)所要求的去耦合電容的數(shù)目和類型；選擇一組去耦合電容并放置在板上之后，用戶就可運(yùn)行一個(gè)仿真程序，通過(guò)分析結(jié)果來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在
　　
　　Zuken公司的虛擬原型設(shè)計(jì)工具
　　該公司首次推出最新版虛擬原型設(shè)計(jì)產(chǎn)品，用于其“線路板完整性”設(shè)計(jì)流程中。新產(chǎn)品Hot-Stage 4通過(guò)引入一致的、約束驅(qū)動(dòng)的工程環(huán)境，在高速PCB設(shè)計(jì)工藝方面引起了一場(chǎng)革命。
　　此新產(chǎn)品包含基于電子制表軟件的約束管理器、自動(dòng)約束向?qū)А?假設(shè)分析"編輯器、嵌入式布線器，具有在線仿真、驗(yàn)證以及EMI和熱分析等功能。
　　Hot-Stage 4能夠解決在當(dāng)今高速設(shè)計(jì)過(guò)程中的信號(hào)完整性、EMI、散熱以及可制造性等問(wèn)題，為設(shè)計(jì)工程師和布局工程師提供了一種設(shè)計(jì)糾正方法。工程師輸入約束條件，該工具便可自動(dòng)合成滿足要求的設(shè)計(jì)。約束條件是在類似Windows的環(huán)境中進(jìn)行管理的。其樹狀瀏覽器可以方便地設(shè)計(jì)索引，而電子制表軟件可以編輯電氣約束條件并顯示非法約束，所有這些均在一個(gè)界面中實(shí)現(xiàn)，因此減少了重復(fù)設(shè)計(jì)，降低了生產(chǎn)成本，并縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間。
　　獨(dú)立選項(xiàng)Hot-Stage EMI通過(guò)快速檢查輻射效應(yīng)的全板掃描，進(jìn)一步增強(qiáng)了該產(chǎn)品的功能。據(jù)稱這是判斷輻射源的有效方法，可使用戶事先了解整個(gè)線路板的EMC性能，并幫助避免由EMC性能差而帶來(lái)的問(wèn)題。
　　
　　Ansoft的信號(hào)完整性工具采用一個(gè)仿真可解決全部設(shè)計(jì)問(wèn)題
　　SIwave是一種創(chuàng)新的工具，它尤其適于解決現(xiàn)在高速PCB和復(fù)雜IC封裝中普遍存在的電源輸送和信號(hào)完整性問(wèn)題。
　　該工具采用基于混合、全波及有限元技術(shù)的新穎方法，它允許工程師們特性化同步開關(guān)噪聲、電源散射和地散射、諧振、反射以及引線條和電源/地平面之間的耦合。該工具采用一個(gè)仿真方案解決整個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。
　　它可分析復(fù)雜的線路設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)由多重、任意形狀的電源和接地層，以及任何數(shù)量的過(guò)孔和信號(hào)引線條構(gòu)成。仿真結(jié)果采用先進(jìn)的3D圖形方式顯示，它還可產(chǎn)生等效電路模型，使商業(yè)用戶能夠長(zhǎng)期采用全波技術(shù)，而不必一定使用專有仿真器

　　SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系統(tǒng)板級(jí)設(shè)計(jì)工具，通過(guò)它可以控制與PCB layout相應(yīng)的限制條件。在SPECCTRAQuest菜單下集成了一下工具：
　?。?） SigXplorer可以進(jìn)行走線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的編輯?？稍诠ぞ咧卸x和控制延時(shí)、特性阻抗、驅(qū)動(dòng)和負(fù)載的類型和數(shù)量、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及終端負(fù)載的類型等等?？稍赑CB詳細(xì)設(shè)計(jì)前使用此工具，對(duì)互連線的不同情況進(jìn)行仿真，把仿真結(jié)果存為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模板，在后期詳細(xì)設(shè)計(jì)中應(yīng)用這些模板進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　?。?） DF/Signoise工具是信號(hào)仿真分析工具，可提供復(fù)雜的信號(hào)延時(shí)和信號(hào)畸變分析、IBIS模型庫(kù)的設(shè)置開發(fā)功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert進(jìn)行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以進(jìn)行反射、串?dāng)_、SSN、EMI、源同步及系統(tǒng)級(jí)的仿真。
　?。?） DF/EMC工具——EMC分析控制工具。
　?。?） DF/Thermax——熱分析控制工具。
　　SPECCTRAQuest中的理想高速PCB設(shè)計(jì)流程：
　　
　　由上所示，通過(guò)模型的驗(yàn)證、預(yù)布局布線的space分析、通過(guò)floorplan制定拓樸規(guī)則、由規(guī)則驅(qū)動(dòng)布局布線、后期的驗(yàn)證完成單板的設(shè)計(jì)。故在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們要運(yùn)用SPECCTRAQUEST完成SPACE分析、拓樸建立和floorplan、實(shí)時(shí)的規(guī)則驅(qū)動(dòng)布局及后驗(yàn)證等。