信号完整性仿真工具介绍

关于Ansoft公司的仿真工具
　　Ansoft公司的高速PCB板的信号完整性仿真专题。现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。
　　
　　Cadence的工具采用Sun的电源层分析模块
　　Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。
　　该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。
　　有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在
　　
　　Zuken公司的虚拟原型设计工具
　　该公司首次推出最新版虚拟原型设计产品，用于其“线路板完整性”设计流程中。新产品Hot-Stage 4通过引入一致的、约束驱动的工程环境，在高速PCB设计工艺方面引起了一场革命。
　　此新产品包含基于电子制表软件的约束管理器、自动约束向导、"假设分析"编辑器、嵌入式布线器，具有在线仿真、验证以及EMI和热分析等功能。
　　Hot-Stage 4能够解决在当今高速设计过程中的信号完整性、EMI、散热以及可制造性等问题，为设计工程师和布局工程师提供了一种设计纠正方法。工程师输入约束条件，该工具便可自动合成满足要求的设计。约束条件是在类似Windows的环境中进行管理的。其树状浏览器可以方便地设计索引，而电子制表软件可以编辑电气约束条件并显示非法约束，所有这些均在一个界面中实现，因此减少了重复设计，降低了生产成本，并缩短了产品上市时间。
　　独立选项Hot-Stage EMI通过快速检查辐射效应的全板扫描，进一步增强了该产品的功能。据称这是判断辐射源的有效方法，可使用户事先了解整个线路板的EMC性能，并帮助避免由EMC性能差而带来的问题。
　　
　　Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题
　　SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。
　　该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。
　　它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器

　　SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具：
　　（1） SigXplorer可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在PCB详细设计前使用此工具，对互连线的不同情况进行仿真，把仿真结果存为拓扑结构模板，在后期详细设计中应用这些模板进行设计。
　　（2） DF/Signoise工具是信号仿真分析工具，可提供复杂的信号延时和信号畸变分析、IBIS模型库的设置开发功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert进行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以进行反射、串扰、SSN、EMI、源同步及系统级的仿真。
　　（3） DF/EMC工具——EMC分析控制工具。
　　（4） DF/Thermax——热分析控制工具。
　　SPECCTRAQuest中的理想高速PCB设计流程：
　　
　　由上所示，通过模型的验证、预布局布线的space分析、通过floorplan制定拓朴规则、由规则驱动布局布线、后期的验证完成单板的设计。故在设计过程中我们要运用SPECCTRAQUEST完成SPACE分析、拓朴建立和floorplan、实时的规则驱动布局及后验证等。