ANSYSSIwave信號完整性分析技術

2016-10-25 by:CAE仿真在線來源:互聯網

SIwave 主要針對PCB,芯片BGA 封裝等進行信號完整性(SI)、電源完整性(PI)以及電磁干擾(EMI)分析的軟件。隨著芯片低電壓大電流的發展,PCB 和封裝的噪聲容限越來越小,供電系統要求更加嚴格的設計,尤其是同步傳輸高速信號所產生的噪聲,加劇影響系統的穩定性、可靠性等問題。ANSYS SIwave 使用優化后的三維電磁場有限元求解技術,適用于精確快速分析包含大規模復雜電源、地平面的PCB 和封裝設計。

功能特色:

信號和電源完整性分析

SIwave 使用全波有限元算法分析高速 PCB 單板和復雜 IC 封裝上的諧振、反射、串擾、同步開關噪聲、電源 /地彈、直流電壓/ 電流分布、近場和遠場輻射。

輕松的版圖提取

SIwave 能夠以無與倫比的精度和速度提取完整設計(包括多個、任意形狀的電源 / 地層,過孔、信號走線和電路元素),不需要進行任何費力費時的分割版圖工作。SIwave 提取 S、Y 和 Z 參數、IBIS互連模型(ICM),顯示三維電磁場,并生成全波 SPICE 模型在DesingerSI 、DesingerRF 、Nexxim 、Simplorer或第三方 SPICE電路工具(如 Synopsys® HSPICE 和 Cadence® PSpice )中進行時域和頻域分析。

集成直流電壓、電流和功率計算模塊

SIwave幫助工程師進行直流電壓降、直流電流密度和直流功率密度的前仿真和后仿真分析,確保電源分布網絡(PDN)上具有足夠多的凸點(Bump)、焊球和引腳,有足夠多的銅來最小化損耗,引導適合的能量進入集成電路。

電磁干擾/電磁兼容

EMI/EMC測試可以檢查遠近場問題。SIwave繼承了HFSS算法,對板和封裝周圍的場進行準確、詳細的描述。結合諧振仿真,幫助用戶在投板前預測場輻射模式,減少測試板數量。SIwave 提供了不需要測試的有效方式找到 EMI 熱點,并且設計者可通過 |EXYZ| 和|HXYZ| 的三維視圖來檢查某個方向上的電場和磁場強度。這種方法也為測試發現的問題整改提供了可靠依據。SIwave和 DesingerSI、DesingerRF 和 HFSS 的耦合仿真,提供了機箱機柜等封閉環境內的PCB 和封裝的數據相關輻射研究能力。

高性能計算

SIwave 支持多線程、多核和多處理器,這些并行技術極大的提升了求解效率,在更短的時間內求解更大的設計項目。確保完整的封裝加 PCB 一體化信號完整性、電源完整性和電磁干擾分析。

SIwave PI Advisor

SIwave5.0 開始加入了新的電源完整性優化模塊 PI Advisor,應對逐漸增長的小尺寸和低成本設計解決方案。這個先進的全波電磁場求解模塊使用突破性的遺傳算法,能夠自動優化封裝和 PCB 單板上的去耦電容,極大的簡化了電源完整性分析,直接減少設計成本和上市周期。

宏模型建模

SIwave 對 PCB 單板和封裝提供了前所未有的建模精度,確保能在多個電路仿真平臺上進行全通道暫態仿真。SIwave 使用已申請專利的 TWA 技術,這個技術能夠消除使用不同仿真平臺進行時域電路分析時引入的誤差,幫助用戶檢查和強制模型的無源性和因果性。可生成 HSPICE、PSpice 語法的 SPICE 模型,Nexxim 和 Simplorer 狀態空間模型。

全面的多物理場耦合

SIwave 與 ANSYS 系列軟件鏈接完成電子器件的多物理場仿真。一種方案是從 SIwave 中輸出功率分布文件到 ANSYS Icepak 中,使用來自 SIwave 的直流功率損耗作為熱源對 IC 封裝和 PCB 進行準確的熱性能建模。Icepak 仿真技術用于求解由于散熱不暢引起的器件過熱失效問題。

設計自動化

通過直接從EDA版圖工具(例如 Cadence Allegro /APD,Sigrity Unified Package Designer ,Mentor Graphics Board Station 、Expedition和 PAD,Zuken CR5000 )和標準制板格式(ODB++)導入設計,SIwave 無縫的整合進現有的設計流程。SIwave 生成的 SYZ 參數或全波 SPICE 模型可被導入現有電路工具,例如 DesingerSI、DesingerRF Simplorer、或者其它 SPICE 兼容工具。

應用領域:

信號和電源完整性

?同步開關噪聲 / 同步開關輸出(SSN/SSO)

?高速串行通道分析電容去耦分析

?封裝和 PCB 一體化仿真

直流分析

?用三維有限元求解分布電阻網絡

?提供一維和三維結果顯示

?熱分析

電磁干擾 / 電磁兼容分析

?可視化近場:|E| 和 |H|

?器件 |EXYZ| 和 |HXYZ|