信號完整性仿真工具介紹

關于Ansoft公司的仿真工具
　　Ansoft公司的高速PCB板的信號完整性仿真專題。現在的高速電路設計已經達到GHz的水平，高速PCB設計要求從三維設計理論出發對過孔、封裝和布線進行綜合設計來解決信號完整性問題。高速PCB設計要求中國工程師必須具備電磁場的理論基礎，必須懂得利用麥克斯韋爾方程來分析PCB設計過程中遇到的電磁場問題。目前，Ansoft公司的仿真工具能夠從三維場求解的角度出發，對PCB設計的信號完整性問題進行動態仿真。
　　
　　Cadence的工具采用Sun的電源層分析模塊
　　Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信號完整性套件中的電源完整性模塊據稱能讓工程師在高速PCB設計中更好地控制電源層分析和共模EMI。
　　該產品是由一份與Sun Microsystems公司簽署的開發協議而來的，Sun最初研制該項技術是為了解決母板上的電源問題。
　　有了這種新模塊，用戶就可根據系統要求來算出電源層的目標阻抗；然后基于板上的器件考慮去耦合要求，Shah表示，向導程序能幫助用戶確定其設計所要求的去耦合電容的數目和類型；選擇一組去耦合電容并放置在板上之后，用戶就可運行一個仿真程序，通過分析結果來發現問題所在
　　
　　Zuken公司的虛擬原型設計工具
　　該公司首次推出最新版虛擬原型設計產品，用于其“線路板完整性”設計流程中。新產品Hot-Stage 4通過引入一致的、約束驅動的工程環境，在高速PCB設計工藝方面引起了一場革命。
　　此新產品包含基于電子制表軟件的約束管理器、自動約束向導、"假設分析"編輯器、嵌入式布線器，具有在線仿真、驗證以及EMI和熱分析等功能。
　　Hot-Stage 4能夠解決在當今高速設計過程中的信號完整性、EMI、散熱以及可制造性等問題，為設計工程師和布局工程師提供了一種設計糾正方法。工程師輸入約束條件，該工具便可自動合成滿足要求的設計。約束條件是在類似Windows的環境中進行管理的。其樹狀瀏覽器可以方便地設計索引，而電子制表軟件可以編輯電氣約束條件并顯示非法約束，所有這些均在一個界面中實現，因此減少了重復設計，降低了生產成本，并縮短了產品上市時間。
　　獨立選項Hot-Stage EMI通過快速檢查輻射效應的全板掃描，進一步增強了該產品的功能。據稱這是判斷輻射源的有效方法，可使用戶事先了解整個線路板的EMC性能，并幫助避免由EMC性能差而帶來的問題。
　　
　　Ansoft的信號完整性工具采用一個仿真可解決全部設計問題
　　SIwave是一種創新的工具，它尤其適于解決現在高速PCB和復雜IC封裝中普遍存在的電源輸送和信號完整性問題。
　　該工具采用基于混合、全波及有限元技術的新穎方法，它允許工程師們特性化同步開關噪聲、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。該工具采用一個仿真方案解決整個設計問題，縮短了設計時間。
　　它可分析復雜的線路設計，該設計由多重、任意形狀的電源和接地層，以及任何數量的過孔和信號引線條構成。仿真結果采用先進的3D圖形方式顯示，它還可產生等效電路模型，使商業用戶能夠長期采用全波技術，而不必一定使用專有仿真器

　　SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系統板級設計工具，通過它可以控制與PCB layout相應的限制條件。在SPECCTRAQuest菜單下集成了一下工具：
　　（1） SigXplorer可以進行走線拓撲結構的編輯。可在工具中定義和控制延時、特性阻抗、驅動和負載的類型和數量、拓撲結構以及終端負載的類型等等。可在PCB詳細設計前使用此工具，對互連線的不同情況進行仿真，把仿真結果存為拓撲結構模板，在后期詳細設計中應用這些模板進行設計。
　　（2） DF/Signoise工具是信號仿真分析工具，可提供復雜的信號延時和信號畸變分析、IBIS模型庫的設置開發功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert進行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以進行反射、串擾、SSN、EMI、源同步及系統級的仿真。
　　（3） DF/EMC工具——EMC分析控制工具。
　　（4） DF/Thermax——熱分析控制工具。
　　SPECCTRAQuest中的理想高速PCB設計流程：
　　
　　由上所示，通過模型的驗證、預布局布線的space分析、通過floorplan制定拓樸規則、由規則驅動布局布線、后期的驗證完成單板的設計。故在設計過程中我們要運用SPECCTRAQUEST完成SPACE分析、拓樸建立和floorplan、實時的規則驅動布局及后驗證等。