对于高速信号完整性,一块聊聊啊(17)

再来对前仿和后仿的仿真内容回顾一下:

从概念上有个根本的理解

前仿真又可以分为布局前仿真和布局后仿真。前者是在设计的最初阶段,建立和验证详细的电气拓扑结构并以此制定出详细的约束规则。后者是在布局完成的状态下,在布线过程中遇到的具体设计问题需要仿真的过程,SI主要针对前者做仿真验证。
后仿真是在++PCB布线完成以后++,对已经完成的关键网络进行仿真验证的过程。可以检查实际的物理执行过程(布局布线)是否违背设计意图:或是已知的改动,通过仿真来验证这种改动给高速设计带来的影响。

后仿真主要用的软件有Allegro PCB SI、SIWave等。因为是做的后仿真工作,所以一般是导入已有的PCB文件也就是brd文件到软件中进行建模。

SIWave后仿真的流程步骤

Siwave是-个用于信号完整性仿真的强大工具。它帮助工程师分析和优化高速电子设计,确保信号完整性并尽量减少电磁干扰(EMI)。

概述Siwave信号完整性仿真的一般流程。

1.模型创建,第一步是创建要分析的系统或PCB布局的模型。这涉及将设计文件,包括原理图和布局,导入到Siwave中。您还可以定义模型中组件和互连的电气特性。

2.电路仿真,模型创建后,您可以进行电路仿真,以分析系统的电气行为。Siwave使用各种仿真技术,如暂态分析,频域分析和眼图分析,准确预测信号完整性性能。

3.电源完整性分析,对于高速设计来说,电源完整性至关重要,因为电压波动可能影响系统的性能。Siwave允许您分析电源分配网络(PDN),并识别潜在的问题,如电压下降,地弹跳和解电容器优化。

4.信号完整性分析,Siwave使工程师能够分析信号完整性问题,如反射,串扰和阻抗不匹配。您可以模拟高速信号并在时间和频率域中分析其行为。Siwave提供各种分析工具,如眼图,S参数和TDR图,以帮助识别和解决信号完整性问题。

5.电磁干扰分析,电磁干扰(EMI)可能会降低电子系统的性能。Siwave提供EMI分析功能,以识别潜在的EMII源并评估其对设计的影响。您可以进行近场和远场仿真,了解辐射图案,并评估EMI减轻技术的有效性。

6.优化和设计验证,在分析仿真结果后,您可以优化设计以改善信号完整性并尽量减少EMI。Siwave提供设计规则检查(DRC)和制造设计(DFH)功能,以确保设计符合行业标准和制造要求。您还可以执行假设情景以评估设计更改并验证最终设计。

总的来说,Siwave提供了一个全面的信号完整性仿真流程,从模型创建到设计优化。它使工程师能够识别和解决信号完整性和EMI问题,确保高速电子系统的可靠性能。

通常情况下对于SI和PI是划分不同部门的,SI不会去做PI的那部分工作,所以主要是还是对信号完整性做分析。

Allegro PCB SI 后仿真的基本流程

1、准备仿真模型和其他需求

1.1 、获取所使用元器件的仿真模型

( 1 ) 通过官网,供应商等渠道获取 IBIS 模型

( 2 ) IBIS 模型转化为 DML 模型

( 3 ) 通过 Allegro 建立简单 DML 模型以及模型分配

( 4 ) 通过 Allegro 建立复杂 DML 模型以及模型分配

1.2、了解 PCB 的布线规则以及原理图部分逻辑

2、仿真配置

2.1、使用 SI Design Setup 配置

2.2、选择需要配置的信号线

2.3、设置仿真库

2.4、设置电源和地网络

2.5、设置叠层

2.6、设置元器件类别

2.7、为元器件分配和创建模型

2.8、设置差分对

2.9、设置仿真参数

2.10、SI Design Audit 相关

2.11、提取拓扑

3、后仿真报告结果验证

3.1、信号波形

3.2、反射报告,延时报告以及同步噪声报告

这里面截几张图把涉及到的几个点说明一下:

A、导入brd文件

图1.Allegro通过通过File->Open打开brd文件

图2.SIWave通过通过File->import-打开allegro brd文件

B、打入brd后,设置叠层(每层的厚度、材料、Dk\Df、铜的粗糙度、微带线的形状等)、过孔、焊盘、差分对、电源、接地、元器件设置等这儿不展开说了。

C、仿真后的报告结构验证和文件导出

图3.眼图结果

图4.导出snp文件

以上种种是细节,本文不展开,就是让大家了解后仿真和前仿真的不同,从概念上说就是是在PCB布线完成以后,对已经完成的关键网络进行仿真验证的过程。可以检查实际的物理执行过程(布局布线)是否违背设计意图;或是已知的改动,通过仿真来验证这种改动给高速设计带来的影响。

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