ANSYS SIwave應(yīng)用介紹:可做些什么?
2016-12-06 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
ANSYS SIwave產(chǎn)品詳細(xì)
SIwave 主要針對(duì)PCB,芯片BGA 封裝等進(jìn)行信號(hào)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(fā)展,PCB 和封裝的噪聲容限越來越小,供電系統(tǒng)要求更加嚴(yán)格的設(shè)計(jì),尤其是同步傳輸高速信號(hào)所產(chǎn)生的噪聲,加劇影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等問題。ANSYS SIwave 使用優(yōu)化后的三維電磁場(chǎng)有限元求解技術(shù),適用于精確快速分析包含大規(guī)模復(fù)雜電源、地平面的PCB 和封裝設(shè)計(jì)。
適用領(lǐng)域
● PCB:硬板,混合板等
● BGA封裝:鍵合型、倒裝片型,MCM等
功能和特點(diǎn)
優(yōu)化層結(jié)構(gòu)的有限元全波求解
求解項(xiàng)目
● 平面諧振
● SYZ 參數(shù)
● 掃頻
● 近場(chǎng)
● 遠(yuǎn)場(chǎng)
● DC-IR drop
考慮了導(dǎo)體和材料損耗(特性隨頻率變化),以及導(dǎo)體表面粗糙度
直觀方便的PCB layout操作界面
設(shè)計(jì)規(guī)則檢查和自動(dòng)修復(fù)功能(validation check)
全波SPICE 模型生成
● ANSYS Nexxim、HSPICE、PSpice、Spectre
豐富的CAD 接口 Ansoftlinks(選項(xiàng))
豐富的報(bào)告和后處理功能
● SYZ參數(shù)矩陣、2D/3D輸出、Smith圓圖
● 差分S參數(shù)
● Touchstone格式輸出
● 平面諧振頻率和平面間電位差
● 近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)(電場(chǎng)強(qiáng)度、輻射方向圖(定向性))
● DCIR壓降(電流、電壓的下降、功率分布、自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)告鍵合線和過孔的過流)
● TDR 顯示
場(chǎng)示意圖
● 平面間電位差(每個(gè)頻點(diǎn)隨相位變化)
● 遠(yuǎn)場(chǎng)輻射(輻射方向圖(方向性))
● 近場(chǎng)輻射
● DC電流(矢量顯示、散射圖)、壓降、功率分布
無源器件模型庫(kù)
● 村田、TDK、太陽(yáng)誘電、松下、三星、AVX、Kermet
支持多核并行處理(選項(xiàng))
仿真流程
ANSYS SIwave可以直接導(dǎo)入各種版圖設(shè)計(jì)工具通過Ansoftlinks輸出的ANF文件。ANSYS SIwave求解得到的全波SPICE模型以及touchstone格式等可以導(dǎo)入Ansoft Designer以及其他各種格式的SPICE仿真器,并與IBIS,AMI等芯片模型結(jié)合進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)域與頻域仿真。
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ANSYS SIwave界面
ANSYS SIwave界面采用方便的層疊方式顯示。簡(jiǎn)單方便的操作界面,工具欄以及工作窗口可自由分配位置,模型窗口具有方便的移動(dòng),旋轉(zhuǎn),三維顯示等操作功能。
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Layout編輯功能
ANSYS SIwave界面包含豐富的編輯功能。實(shí)現(xiàn)與其他基板設(shè)計(jì)工具無縫連接,可導(dǎo)入并編輯布線,層疊結(jié)構(gòu),焊盤形狀,信號(hào)網(wǎng)絡(luò),元器件屬性等各種設(shè)計(jì)信息。也可以通過修改布線情況,器件屬性以及增添或刪除器件等措施來仿真其對(duì)電磁性能的影響。
另外,高性能的規(guī)則檢查功能可以自動(dòng)檢查和自動(dòng)修復(fù)網(wǎng)絡(luò)短路、開路等電氣問題。
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高效分割求解技術(shù)(Clip)
針對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸比較大以及層數(shù)很多的PCB結(jié)構(gòu),SIwave提供clip工具,可將關(guān)注的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)切割出來進(jìn)行SYZ參數(shù)提取,有效提高仿真效率。
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S、Y、Z參數(shù)求解
S、Y、Z參數(shù)求解,運(yùn)用優(yōu)化了的層疊結(jié)構(gòu)求解技術(shù),能夠?qū)φ宥嘟M信號(hào)線路以及電源、地平面進(jìn)行多端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的高效率求解。求解結(jié)果可以用與HFSS 等后處理器一樣的方法進(jìn)行顯示和處理。
輸出結(jié)果以全波SPICE模型以及touchstone格式等導(dǎo)入Ansoft Designer以及其他各種格式的SPICE仿真器,并與IC等芯片模型結(jié)合進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)仿真。
此外,端口除了可以通過手動(dòng)添加設(shè)置外,還可以利用芯片pin list自動(dòng)設(shè)置,方便快捷。
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Resonant Mode(平面諧振分析)
Resonant Mode分析,從設(shè)計(jì)的形狀、材料特性、以及器件電氣特性的影響來計(jì)算發(fā)生諧振的頻率。顯示發(fā)生平面諧振的平面間電位差(隨相位變化),以及關(guān)鍵器件布局情況對(duì)諧振結(jié)果的影響。
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Frequency Sweep(掃頻分析)
Frequency Sweep分析,通過配置噪聲源(電流源/電壓源)仿真得到層間電位差,這些層間電位差考慮了 設(shè)計(jì)的形狀、材料特性、以及器件電氣特性的影響。顯示各頻率的平面間電位差,進(jìn)而可以分析得到關(guān)鍵器件布局在實(shí)際工作狀態(tài)下的影響情況。
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Far Field(遠(yuǎn)場(chǎng))、Near Field(近場(chǎng))
Far Field及Near Field求解,通過配置噪聲源(電流源/ 電壓源)仿真得到遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng),這些數(shù)據(jù)考慮了設(shè)計(jì)的形狀、材料特性、包括器件特性對(duì)結(jié)構(gòu)電氣性能的影響。遠(yuǎn)場(chǎng)分析結(jié)果可以顯示指定距離的電場(chǎng)強(qiáng)度、輻射方向圖等,近場(chǎng)可以顯示指定范圍的近場(chǎng)電場(chǎng)分布圖,對(duì)整板進(jìn)行EMI 分析。
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DC電流/電壓求解
DC求解,配置電流/電壓源仿真得到電流、電壓和功率,這些數(shù)據(jù)考慮了設(shè)計(jì)的形狀、材料特性、包括器件特性對(duì)結(jié)構(gòu)電氣性能的影響,輸出各層電流、電壓、功率分布,并以HTML格式自動(dòng)報(bào)告。各鍵合線、焊球、過孔的電流密度、電阻值、IR Drop可以與預(yù)先設(shè)定的門限進(jìn)行Pass/Fail檢查。
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Signal Net Analyzer
Signal Net Analyzer,使用MoM求解器,對(duì)選擇的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的器件端口間的阻抗在時(shí)域顯示。此外,自動(dòng)調(diào)用已有的電路仿真器(HSPICE或Nexxim),引入芯片的IBIS模型(Driver/Receiver),進(jìn)行時(shí)域瞬態(tài)仿真并顯示波形。
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