allegro_PCB_SI仿真-研究生论文设计
在Allegro 中进行SI 仿真
第一章在Allegro 中准备好进行SI 仿真的PCB 板图1)在Cadence 中进行SI 分析可以通过几种方式得到结果:* Allegro 的PCB 画板界面,通过处理可以直接得到结果,或者直接以*.brd 存盘。
* 使用Specctre Quest 打开*.brd,进行必要设置,通过处理直接得到结果。
这实际与上述方式类似,只不过是两个独立的模块,真正的仿真软件是下面的SigXplore 程序。
* 直接打开SigXplore 建立拓扑进行仿真。
2)从PowerPCB 转换到Allegro 格式在PowerPCb 中对已经完成的PCB 板,作如下操作:在文件菜单,选择Export 操作,出现File Export 窗口,选择ASCII 格式*.asc 文件格式,并指定文件名称和路径(图1.1)。
图1.1 在PowerPCB 中输出通用ASC 格式文件图1.2 PowerPCB 导出格式设置窗口点击图1.1 的保存按钮后出现图1.2 ASCII 输出定制窗口,在该窗口中,点击“Select All”项、在Expand Attributes 中选中Parts 和Nets 两项,尤其注意在Format 窗口只能选择PowerPCB V3.0 以下版本格式,否则Allegro 不能正确导入。
3)在Allegro 中导入*.ascPCB 板图在文件菜单,选择Import 操作,出现一个下拉菜单,在下拉菜单中选择PADS 项,出现PADS IN 设置窗口(图1.3),在该窗口中需要设置3 个必要参数:图1.3 转换阿三次文件参数设置窗口i. 在的一栏那填入源asc 文件的目录ii. 在第二栏指定转换必须的pads_in.ini 文件所在目录(也可将此文件拷入工作目录中,此例)iii. 指定转换后的文件存放目录然后运行“Run”,将在指定的目录中生成转换成功的.brd 文件。
注:pads_in.ini 所在目录路:.Psd_14.2ToolsPCBbin 中。
基于Cadence_Allegro的高速PCB设计信号完整性分析与仿真
基于Cadence_Allegro的高速PCB设计信号完整性分析与仿真覃婕;阎波;林水生【摘要】信号完整性问题已成为当今高速PCB设计的一大挑战,传统的设计方法无法实现较高的一次设计成功率,急需基于EDA软件进行SI仿真辅助设计的方法以解决此问题.在此主要研究了常见反射、串扰、时序等信号完整性问题的基础理论及解决方法,并基于IBIS模型,采用Cadence_Allegro软件的Specctraquest和Sigxp组件工具对设计的高速14位ADC/DAC应用系统实例进行了SI仿真与分析,验证了常见SI问题解决方法的正确性.%Signal Integrity (SI) problem has became one of the greatest challenge in high-speed PCB design area, the traditional design method is hard to realize high once-through design success, SI simulation aided design method based on EDA software is demanded to solve this problem. The basic theory and solutions of some normal SI problems such as reflection,crosstalk and timing are researched. SI analysis and simulation of a high-speed 14bits ADC/DAC application system based on Specctraquest and Sigxp in Cadence_Allegrospb 16. 0 are designed, the validity of the solutions to the SI problems is verified.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)010【总页数】4页(P169-171,178)【关键词】高速PCB设计;信号完整性;反射;串扰;时序;SI分析及仿真【作者】覃婕;阎波;林水生【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TN919-340 引言随着半导体工艺的迅猛发展以及人们对信息高速化、宽带化的需求,高速PCB 设计已经成为电子产品研制的一个重要环节,信号完整性( Signal Integrity,SI)问题(包括反射、串扰、定时等)也逐渐发展成为高速PCB设计中难以避免的难题,若不能较好地解决信号完整性设计问题,将有可能造成高速PCB设计的致命错误,浪费财力物力,延长开发周期,降低生产效率。
基于Allegro16.5_PCB_SI 一步一步学会前仿真
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2.2 仿真前的规划 .......................................................... 17 2.3 关键器件预布局.........................................Байду номын сангаас............... 18 2.4 模型加载和仿真配置 ..................................................... 18
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Sofer Technology Co., Ltd
2.4.3 选择需要配置的信号线 ................................................ 21 2.4.4 设置仿真库 ........................................................ 23 2.4.5 设置电源和地网络 ................................................... 25 2.4.6 设置叠层 .......................................................... 29 2.4.7 设置元器件类别 ..................................................... 32 2.4.8 为元器件分配和创建模型 .............................................. 33 2.4.9 设置差分对 ........................................................ 42 2.4.10 设置仿真参数 ..................................................... 47 2.4.11 SI Design Audit相关 ............................................. 55 2.4.12 提取拓扑 ........................................................ 57 2.4.13 在SigXP中设置仿真库和仿真参数 ...................................... 59 2.4.14 在SigXP中绘制拓扑 ................................................ 63 2.5 方案空间分析 .......................................................... 73 2.5.1 输出驱动力扫描分析 .................................................. 76 2.5.2 Stub长度扫描分析 ................................................... 78 2.5.3 线宽线间距扫描分析 .................................................. 79 2.6 方案到约束规则的转化.................................................... 81 2.6.1 传输线延迟规则的设置 ................................................ 82 2.6.2 拓扑结构等传输线特性规则的设置 ........................................ 85 2.6.3 传输线耦合规则的设置 ................................................ 85 2.6.4 拓扑规则在约束管理器中的应用 ......................................... 86
Allegro_PCB_SI 一步一步学会前仿真
Allegro PCB SI:一步一步学会前仿真Learn Allegro PCB SI Pre-simulation Step by StepDoc Scope : Cadence 16.5Doc Number : SFTEC12007Author : Daniel ZhongCreate Date : 2012-04-10Rev : 1.00目录1Cadence Allegro PCB SI简介 (7)1.1高速PCB设计流程 (7)2Allegro PCB SI的前仿真 (8)2.1准备仿真模型和其他需求 (8)2.1.1获取所使用元器件的仿真模型 (9)2.1.2获取所使用连接器的仿真模型 (10)2.1.3获取所使用元器件和连接器的器件手册和用户指南等相关资料 (10)2.1.4获取所需的规范文档 (10)2.1.5了解相关电路和接口工作原理 (10)2.1.6提取与信号完整性相关的要求 (10)2.1.7预先创建拓扑样本 (11)2.1.8预先创建相对于不同阈值电压的眼图模板 (11)2.1.9预先创建自定义测量 (12)2.2仿真前的规划 (12)2.3关键器件预布局 (13)2.4模型加载和仿真配置 (13)2.4.1模型的转化 (14)2.4.2使用SI Design Setup配置 (15)2.4.3选择需要配置的信号线 (16)2.4.4设置仿真库 (18)2.4.5设置电源和地网络 (20)2.4.6设置叠层 (24)2.4.7设置元器件类别 (27)2.4.8为元器件分配和创建模型 (28)2.4.9设置差分对 (37)2.4.10设置仿真参数 (42)2.4.11SI Design Audit相关 (50)2.4.12提取拓扑 (52)2.4.13在SigXP中设置仿真库和仿真参数 (54)2.4.14在SigXP中绘制拓扑 (58)2.5方案空间分析 (68)2.5.1输出驱动力扫描分析 (71)2.5.2Stub长度扫描分析 (73)2.5.3线宽线间距扫描分析 (74)2.6方案到约束规则的转化 (76)2.6.1传输线延迟规则的设置 (77)2.6.2拓扑结构等传输线特性规则的设置 (80)2.6.3传输线耦合规则的设置 (80)2.6.4拓扑规则在约束管理器中的应用 (81)3Allegro PCB SI的后仿真 (84)表格表格 1:Routed Interconnect Models参数 (45)表格 2:Simulation栏眉仿真参数 (47)表格 3:IO Cell Stimulus Edit窗口中的选项 (68)图图 1:传统的PCB设计流程图 (7)图 2:Allegro PCB SI高速PCB设计流程图 (8)图 3:眼图模式下的眼图模板 (11)图 4:地址、命令和控制信号传输线拓扑 (12)图 5:RDIMM的布局示意图 (13)图 6:Model Integrity界面 (14)图 7:使用Model Integrity将IBIS文件转换至DML格式 (15)图 8:Cadence Product Choices产品选择器窗口 (16)图 9:Allegro PCB SI GXL界面 (17)图 10:Setup Category Selection窗口 (17)图 11:Setup Xnet Selection窗口 (17)图 12:Allegro PCB SI GXL关于网络设置的提醒框 (18)图 13:Setup Library Search Directories窗口 (19)图 14:Setup Library File Extensions窗口 (19)图 15:Setup Working Libraries窗口 (19)图 16:Setup Power and Ground Nets窗口 (20)图 17:Allegro PCB SI GXL电压赋值窗口 (21)图 18:选择“Edit Voltage On Any Net In Design” (21)图 19:Identify DC Nets窗口。
Allegro PCB SI
DATASHEETALLEGRO PCB SI 610高速系统级设计与分析Cadence Allegro印制电路板信号完整性610,作为Allegro系统互连设计平台的一个600系列产品,提供了一个集成的高速设计与分析环境。
它能流水线完成高速数字印制电路板系统和高级集成电路封装设计,方便电气工程师在设计周期的所有阶段都能探究、优化、和解决电气性能相关的问题。
Allegro印制电路板信号完整性610使能约束驱动的设计流程,提高了首次成功的几率并降低产品的整体成本。
Allegro系统互联设计平台ALLEGRO系统互联设计平台Cadence Allegro系统互连设计平台支持协同设计跨集成电路、封装以及印制电路板领域的高性能系统互连。
平台独特的协同设计方法优化I/O缓冲器之间和跨集成电路、封装以及印制电路板的系统互连,避免硬件返工、降低成本、缩短设计周期。
Allegro设计约束驱动的流程具有高级功能用于设计输入、信号完整性以及物理实现。
应用硅片内部设计套件,集成电路公司能缩短新器件的采用时间,系统公司能加快印制电路板的设计周期以尽快获得收益。
得到Cadence Encounter与Virtuoso平台的支持,Allegro协同设计方法确保有效的设计链协同工作。
Allegro印制电路板SI允许工程师使用约束驱动的设计流程探究开发最优约束ALLEGRO印制电路板SI设计者能够使用Allegro印制电路板SI在电路板、多电路板、与/或系统级,跨多个设计配置进行设计分析。
此外,Allegro印制电路板SI与600系列产品紧密集成—Allegro印制电路板编辑器,Allegro印制电路板布线器,以及Allegro设计输入HDL —成为全面的、端到端、约束驱动的、高速印制电路板系统设计流程。
高速设计中的问题不断增长的设计密度、复杂度以及更快的边际速率意味着,为了避免在设计的后端出现耗费时间和经常很麻烦的模拟-修改-模拟迭代,设计者必须解决贯穿整个设计过程的高速问题。
Allegro SI在高速PCB设计中的应用
Allegro SI 在高速PCB 设计中的应用在Allegro SI 的参数设置环境中你可以针对不同pcb 设计要求规定不同的约束条件。
这些不同的约束条件可以通过参数分配表分配给电路板上不同的特定区域,或者分配给某一个信号组(group),甚至具体到某一个网络。
这些约束条件包括了范围广泛的物理和电气性能参数,如常见的PCB 线宽,过孔数目,阻抗范围,还有峰值串扰,过冲特性,信号延时,阻抗匹配等。
Allegro SI 内部包括SigNoise 信号完整性分析工具,SigNoise 能接受IBIS,Elecmodel 和Quad 模型,转换成其独特的设计模型化语言(DML)以完成复杂I/O 结构的建模。
这种结构内有可编程驱动强度缓冲器,动态上拉/下拉I/O 缓冲器和动态钳位二极管。
这种复杂的I/O 结构模型是纯IBIS 模型难以作到的。
DML 语言以Spice 语言为基础,把IBIS 模型嵌套在较大的宏模型中,在较大的Spice 模型中有功能性IBIS 模型,因此pcb 设计培训SigNoise 能以快得多的速度进行仿真,而这种速度是纯Spice 模型所无法达到的。
高速设计并不是只适用于以较高时钟速率运行的设计,随着驱动器的上升和下降时间缩短,信号完整性和EMC 问题就会加大。
如果所用片子的信号和时钟边沿速率为1 至2ns 或更快,即使运行在几兆赫的板子也要精心考虑。
信号传递速度快的板子在设计时就要采用虚拟样板,先对系统功能进行透彻的仿真,然后决定电路IBIS 模型是用于描述I/O 缓冲信息特性的模型,一个输出输入端口的行为描述可以分解为一系列的简单的功能模块,由这些简单的功能模块就可以建立起完整的IBIS 模型,包括封装所带来的寄生参数、硅片本身的寄生电容、电源或地的嵌压保护电路、门限和使能逻辑、上拉和下拉电路等。
Allegro SI 是Cadence 公司为了满足高速系统和板级设计需要而开发的工程设计环境。
Allegro PCB SI PCB信号完整性分析系统
Allegro PCB SI -XL为高速数字PCB板和系统的电气设计工程师提供的一个集成的设计和分析环境,它可以探索和解决在设计各个环节中存在的与电气性能相关的问题。
通过对时序、信噪、串扰、电源地构造和电磁兼容等多方面因素进行探索和折中,设计工程师可以在将设计递交到生产之前充分优化设计的电气性能和可靠性。
它既可以对单个板进行,又可以对多块PCB板构成的系统进行。
它可以直接读、写Cadence的Allegro PCB格式的Brd文件,与Allegro PCB 设计流程完全集成。
设计工程师可以在设计的各个阶段进行高速性能的分析,如在PCB板部分布局或完全布局的情况下,在PCB 板部分布线或完全布线的情况下,甚至在没有网表或PCB数据的情况下均可进行分析。
Allegro PCB SI -XL 不需数据转换,直接对PCB数据操作的特点,以及它能够产生约束条件来驱动布局,布线功能,可以确保高速PCB设计中电气性能的约束能快速、精确地实现。
Allegro PCB SI 共包括五个主要的组成部分:. Floorplanner/editor——布局规划编辑器. SigXplorer ——SigXplorer拓扑结构研发环境. SigNoise——SigNoise信噪分析子系统. SPECCTRA Autorouter——SPECCTRA 专家级自动布线器. EMControl ——电磁兼容设计规则检查工具以下详述这五个组成部分的功能:a) Floorplanner/editor 布局规划编辑器Allegro PCB SI Floorplanner/editor 布局规划编辑器以图形化方式显示PCB板数据,方便用户阅读、分析和修改PCB数据。
设计者可以快速、方便地评判不同的布局策略对设计性能的影响。
设计工程师可以按计划好的电气约束去试布线,以便在将这些约束规则传递给PCB布局布线工程师之前,能保证这些高速PCB 设计规则的执行状态。
利用Cadence Allegro PCB SI进行SI仿真分析
利用Cadence Allegro PCB SI进行SI仿真分析摘要本文主要针对高速电路中的信号完整性分析,利用Cadence Allegro PCB SI 工具进行信号完整性(SI)分析。
说明:本手册中的实例均采用Cadence SPB 16_2操作实现。
目录一、高速数字电路的基本知识 (3)1.1高速电路的定义 (3)1.2高速PCB的设计方法 (3)1.3微带线与带状线 (4)1.4常见的高速数字电路 (5)1.4.1 ECL(Emitter Coupled Logic)射级耦合电路 (5)1.4.2 CML(Current Mode Logic)电流模式电路 (6)1.4.3 GTL(Gunning Transceiver Logic)电路 (6)1.4.4 TTL(Transistor Transistor Logic)电路 (7)1.4.5 BTL(BackPlane Transceiver Logic)电路 (7)1.5信号完整性 (8)1.4.1 反射(Reflection) (8)1.4.2 串扰(Crosstalk) (8)1.4.3 过冲(Overshoot)与下冲(Undershoot) (9)1.4.4 振铃(Ringring) (9)1.4.5 信号延迟(Delay) (9)二、信号完整性分析和仿真流程 (11)2.1 SpecctraQuest interconnect Designer的性能简介 (11)2.2 SpectraQuest(PCB SI)仿真流程 (11)三、仿真前的准备 (13)3.1 IBIS模型 (13)3.1.1 IBIS模型介绍 (13)3.1.2 IBIS模型的获取方法 (14)3.1.2 验证IBIS模型 (14)3.2 预布局 (20)3.3 电路板设置要求(Setup Advisor) (23)3.3.1 叠层设置(Edit Cross-section) (24)3.3.2 设置DC电压值(Identify DC Nets) (25)3.3.3 器件设置(Device Setup) (26)3.3.4 SI模型分配(SI Model Assignment) (27)四、约束驱动布局 (35)4.1 预布局提取和仿真 (35)4.1.2 预布局拓扑提取分析 (37)4.1.3 执行反射仿真 (40)4.1.4 反射仿真测量 (42)4.2 设置和添加约束 (43)4.2.1 运行参数扫描 (43)4.2.2 为拓扑添加约束 (47)4.2.3 分析拓扑约束 (52)五、布线后仿真 (53)5.1 后仿真 (53)5.2反射仿真 (53)5.2.1 设置参数 (53)5.2.2指定要仿真的网络 (53)5.2.3 执行仿真 (55)5.3综合仿真 (57)5.4 串扰仿真 (57)5.5 Simultaneous Switching Noisie仿真 (57)5.6 多析仿真 (57)六、参考文献 (57)说明:本手册中的实例均采用Cadence SPB 16_2操作实现。
allegro_PCB_SI仿真
allegro_PCB_SI仿真IntroductionAllegro PCB SI仿真可以帮助人们在设计PCB 电路板时进行信号完整性仿真,以验证电路设计的有效性和稳定性。
这个工具是Cadence 公司的Allegro 系列产品中的一个,它可以让我们对PCB 电路板进行模拟分析,发现布线中的信号完整性问题,并接下来进行优化,从而得到更好的结果。
下面我们来详细讲解一下Allegro PCB SI仿真的使用。
功能与特点Allegro PCB SI仿真工具主要有以下功能和特点:1. 电路适配性:根据实际电路接口,自动生成仿真模型,无须手工绘制,可节省大量时间和精力。
2. 建模精度:采用仿真模型进行仿真分析,模型的建立过程和仿真数据的处理过程均达到高精度的要求。
3. 可视化展示:提供直观、易于理解的仿真结果图像,用户可对仿真结果进行直观的分析和判断。
4. 高效优化:在分析结果的基础上,提供了一系列可行性方案,以便优化布局和电路设计,提高设计质量和效率。
5. 多维度仿真:支持多种仿真方式,可以分析不同工作频率、物理层、仿真类型等多种因素的影响。
6. 构建模块化:支持多种最新技术,如DDR、PCIe等,可实现模块化的仿真分析。
使用步骤Allegro PCB SI仿真的使用步骤如下:1. 在Allegro 设计工具中添加SI 仿真属性:在Allegro 中进行PCB 设计工作的人员首先需要添加SI 仿真属性。
这时需要使用Allegro constraint manager 工具,在其中添加SI 属性和控制器约束等信息。
Allegro SI 分析扫描过程会依据这些信息实现电路仿真。
2. 运行Allegro SI 分析:电路设计人员在完成电路布线后,需要使用Allegro SI 分析来分析信号完整性情况,以发现和解决可能存在的电路问题。
执行步骤为:首先选择si_analysis 工具,在其菜单中选择指定布线仿真设置;然后在仿真window 中选择仿真起点、仿真长度等参数,然后点击Run。
毕业设计(论文)-PCB电路板的设计与仿真
毕业设计(论文)-PCB电路板的设计与仿真大庆石油学院应用技术学院毕业论文摘要PCB设计是使用电脑设计原理图和电路板图,把电子技术从从理论应用到实际的第一步,在学习了模拟和数字之后,首先应该学的就是画电路原理图和电路板。
只有会设计电路原理图和电路板图才能进行电子产品的研究与开发。
本文首先介绍了PCB设计的目的和意义,在现代社会中电子产品涉及到了各个领域,而电子产品是在电路板设计的基础上完成的,我们首先就要从PCB电路板的设计上着手。
PCB设计首先选用的软件是Protel Technology公司推出的Protel 99SE软件,此软件的开发基于Windows环境下是一个全32位的电路板设计软件。
该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,是业内人士首选的的电路板设计工具,此软件几乎每个菜单命令都能得到了解详细介绍,本文还选取看了大量的原理图设计和电路版图设计和电路仿真方面的练习,通过这些练习,我很快就学会该软件的应用,还有本文还给出了电路板设计的原则。
本文主要是介绍Protel 99SE软件的应用,主要内容包括原理图设计环境、用工具画原理图、画元件图、原理图画图练习、电路板画图环境、人工画电路板、画元件封装图、自动布线画电路板、电路仿真等等,本文都将会详细介绍。
关键词:PCB;原理图;电路板;Protel 99SE;仿真I大庆石油学院应用技术学院毕业论文目录摘要 (I)第一章 PCB设计的目的和意义 (1)1.1 PCB设计的目的 ..................................................................... .. (1)1.1.1 PCB发展简史1.1.2 PCB简介 ..................................................................... . (1)1.1.3 PCB发展的目的 ..................................................................... (2)1.2 PCB发展的意义 ..................................................................... .. (2)1.2.1 PCB发展的状况 ..................................................................... (2)1.2.3 PCB发展的意义 ..................................................................... (3)1.3 PCB发展的趋势 ..................................................................... ................................ 3 第二章 Protel 99SE简介和应用 (5)2.1 Protel 99SE简介 ..................................................................... (5)2.1.1 Protel 99SE系统组成 ..................................................................... .. (5)2.1.2 Protel 99SE功能 ..................................................................... . (5)2.2 Protel 99SE应用 ..................................................................... (6)2.2.1 Protel99SE软件介绍 ..................................................................... (6)2.2.2 Protel 99SE软件应用 ..................................................................... .. (6)2.2.3 PCB设计的流程 ..................................................................... (8)2.2.4 PCB设计实例 ..................................................................... .. (10)第三章我的设计 (16)3.1 设计内容 ..................................................................... (16)3.1.1 设计简介 ..................................................................... . (16)3.1.2 甲乙类放大电路的原理图 ..................................................................... (16)3.1.3 电路板设计 ..................................................................... (18)3.2 电路板的设计导向 ..................................................................... .. (20)3.2.1 电路板的选用 ..................................................................... .. (20)3.2.2 电路板的尺寸和布局 ..................................................................... .. (21)3.2.3 布线和焊盘 ..................................................................... (21)第四章总结 (22)II大庆石油学院应用技术学院毕业论文参考文献 (23)致谢 (24)III大庆石油学院应用技术学院毕业论文第一章 PCB设计的目的和意义1.1 PCB设计的目的1.1.1 PCB发展简史PCB(Printed Circuit Board),中文名称为印制线路板,简称印制板,印制电路板的发明者是奥地利人保罗?爱斯勒(PaulEisler),他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。
PCBSI信号完整性之反射仿真
PCBSI信号完整性之反射仿真一、IBIS模型的获取a) 直接找芯片供应商b) 从网上下载i.到Google网站直接搜索某个型号的IBIS模型;ii. 到器件厂商的官方网站下载;iii.从专门提供IBIS模型的网站搜索下载。
c) 仿真器件的SPICE 模型或直接测量二、IBIS模型的转化过程将模型的IBIS格式转化为DML格式,可以使用Allegro自带的Model Integrity.一般有两种方式打开此软件:1、在SPECCTRAQuest下,点击Tools->Model Integrity;2、在Allegro目录下,Model Integrity作为单独的软件存在,只要点下即可。
然后,选择File->Open,打开已经获得的IBIS模型,可同时打开多个芯片的IBIS模型,其界面如下图所示:只要打开IBIS模型,在输出窗口的Parse Messages里,会自动显示关于此模型的错误和警告信息,具体如下图所示:此界面的右下角,如下图所示的方框,可在方框里输入提示错误的行,然后点击左边的,则跳转到该行,进行修改。
对于警告信息,可以不用理会,现在绝大多数的IBIS模型都或多或少有警告信息。
如果想观察模型的波形,可如下图所示进行操作。
也可在选中任一IOCell模型,直接点快捷按钮。
具体操作如下图所示:之后,出现的波形如下图所示:当模型的语法错误修改完毕后,可右击该模型,选择IBIS to DML,如下图所示:若此步可以完成,说明成功转化为DML格式。
保存转化为DML格式的方件,最好把需要用到的DML文件放在同一文件夹里。
此时,可以关闭Model Integrity.三、IBIS模型的注意事项1、确认IBIS模型里PIN的名称与原理图及PCB图的PIN名称一致,特别是对于PGA封装的IC。
例如HI3520芯片,原理图上有一PIN为AM9,而其IBIS模型的名称为AM09,则命名不一致。
这种情况可以转化为DML格式,但在后续仿真中,其模型不能正确被加载。
基于Allegro PCB SI 的DSP最小系统板信号完整性仿真分析
I T 技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald70随着现代科技的飞速发展,许多系统的工作频率很高,达到数百M H z甚至G H z,并且信号沿越来越陡,已经达到n s级别甚至更小。
如此高速的信号的切换对于P C B 设计者而言需要考虑到低频电路所不需要考虑的信号完整性问题,如延时,串扰,反射,地弹等。
本文拟借助传输线理论对D S P 最小系统板进行信号完整性仿真。
1 DSP最小系统介绍D S P 最小系统主要由D S P芯片,电源电路,复位电路,时钟电路,JATG 接口电路和外部存储器等部分构成,其结构框图如下:本文仿真分析的最小系统板采用型为T M S 320C 6713的D S P 芯片,外接存储器部分由F L A S H 芯片和S D R A M 存储器芯片共同组成。
其中D S P 芯片的最高主频可达300M H z,并且与外接存储器芯片进行高速数据传输。
所以必须对最小系统板进行信号完整性分析。
2 基于传输线理论的高速PCB布线分析P C B上的印制导线如果作为传输线设计的不够合理,根据不同的传输线模型在电路上可能会出现信号反射,延时,串扰,地弹等传输线效应。
根据传输线理论,通过综合分析各种传输线效应产生原理,可得出相应的布线方法规避传输线效应。
2.1 减少反射的布线方法当信号传输路径上特征阻抗不连续时,就会有信号反射发生。
反射会造成诸如过冲,下冲,振铃等信号失真的现象,从而引起信号完整性的问题。
由于反射产生的根本原因是传输路径上阻抗不连续,我们一般采取端接阻抗的方法达减少信号的反射。
其中常见的端接阻抗方法有串联端接和并联端接。
串联端接是在靠近输出端位置串接一个电阻,端接的电阻和输出端的阻抗总和应该与传输线的特征阻抗Z 0相等。
该方案消除了驱动端的二次反射,且不受接收端负载变化的影响。
但是由于端接电阻的分压,线路上传输的电压仅仅为驱动电压的一半,不能驱动分布式负载。
Allegro16.5 中进行SI 仿真
在仿真之前,需要相应的IBIS模型文件,并把它转换为Cadence需要的DML文件,现在已经下载了一个IBIS 文件,它是Altera公司的cyclone3的IBIS文件:cyclone3.ibs。
为了把它转化,我们首先需要打开Model Integrity打开Model Integrity后,选择File Open 打开需要转化的IBIS文件打开后如下图:点击cyclon3,然后点右键,选择IBIS to DML,来实现IBIS到DML的转化在转化时报错:查看LOG File有如下说明:这个时候实际上是出了很多报错,报错的说明如下:WARNING: CYCLONE3_sstl18c1_cio_d10s Ramp value for maximum of Fall is significantly different with that computed from the corresponding TV curve - fixedERROR: TVCurve start time of CYCLONE3_ttl18_rdio_d8s RisingWaveform rise_1 at line 483255 is not same as CYCLONE3_ttl18_rdio_d8s FallingWaveform fall_1 at line 482667ERROR: TVCurve start time of CYCLONE3_ttl18_rdio_d8s RisingWaveform rise_2 at line 483368 is not same as CYCLONE3_ttl18_rdio_d8s FallingWaveform fall_2 at line 482778WARNING: CYCLONE3_sstl2c1_cio_d12s Ramp value for typical of Fall is significantly different with that computed from the corresponding TV curve - fixedWARNING: CYCLONE3_sstl2c1_rio_d12s Ramp value for typical of Fall is significantly different with that computed from the corresponding TV curve - fixedWARNING: CYCLONE3_ttl18_rdio_d10s Ramp value for maximum of Rise is significantly different with that computed from the corresponding TV curve - fixedTranslation failed due to DMLCHECK errors.Output saved as D:\yanshi\2\cyclone3.dml.txt.Run ibis2signoise -d, a DML will be generated.Examine it with line numbers from the log message.对于这个错误,说明是在DOS环境下运行ibis2signoise -d,可以了,那么就在DOS下运行运行结束后,在运行目录下可以看到已经生成了文件:cyclone3.ibs.dml,修改它为cyclone3.dmlDML文件已经生成,关闭Model Integrity下一步就是要进行仿真了,首先打开PCB SI然后在弹出的菜单中选择红线框住的部分进入PCB SI GXL后打开要仿真的BRD文件。
Allegro PCB SI - 一步一步学会使用Bus Analysis
|A19 |R34 |C19 |P34 [Diff Pin] B12 F4 B4 B8 B9 A15 A26 F34 B34 B30 B29 A23
X1DEV X1USB X2DEV X2USB
inv_pin A12 E3 A4 A8 A9 B15 B26 E35 A34 A30 A29 B23
IOSCHF18GHY.PAD
# Derating table for design DDR3 # Lines beginning with the symbol # are comments and will be ignored
# The units of CLOCK_SLEW and DATA_SLEW values are: # Volts per nano-seconds (V/ns)
NA
0.000V 0.000s
NA
0.000V 0.000s
NA
0.000V 0.000s
NA
0.000V 0.000s
NA
0.000V 0.000s
NA
0.000V 0.000s
NA
tdelay_max NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA
|***************************************************************************************** | Usage IO#3.3V#PD/PI/PU##BC3340CGHYPBFBP18.PAD | Base model BC3340CGHYPBFBP18 |*****************************************************************************************
基于Cadence_Allegro的高速PCB设计信号完整性分析与仿真
基于Cadence_Allegro的高速PCB设计信号完整性分析与仿真覃婕;阎波;林水生【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(34)10【摘要】信号完整性问题已成为当今高速PCB设计的一大挑战,传统的设计方法无法实现较高的一次设计成功率,急需基于EDA软件进行SI仿真辅助设计的方法以解决此问题.在此主要研究了常见反射、串扰、时序等信号完整性问题的基础理论及解决方法,并基于IBIS模型,采用Cadence_Allegro软件的Specctraquest和Sigxp组件工具对设计的高速14位ADC/DAC应用系统实例进行了SI仿真与分析,验证了常见SI问题解决方法的正确性.%Signal Integrity (SI) problem has became one of the greatest challenge in high-speed PCB design area, the traditional design method is hard to realize high once-through design success, SI simulation aided design method based on EDA software is demanded to solve this problem. The basic theory and solutions of some normal SI problems such as reflection,crosstalk and timing are researched. SI analysis and simulation of a high-speed 14bits ADC/DAC application system based on Specctraquest and Sigxp in Cadence_Allegrospb 16. 0 are designed, the validity of the solutions to the SI problems is verified.【总页数】4页(P169-171,178)【作者】覃婕;阎波;林水生【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731;电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都,611731【正文语种】中文【中图分类】TN919-34【相关文献】1.基于Cadence软件高速PCB设计的信号完整性仿真 [J], 邓素辉;谭子诚;鄢秋荣;刘明萍;周辉林2.高速PCB设计中信号完整性的仿真与分析 [J], 肖汉波3.基于信号完整性的高速数据采集存储器PCB设计与仿真 [J], 王乐;裴东兴;崔春生4.基于信号完整性分析的高速PCB设计 [J], 梁龙5.基于FPGA的高速高密度PCB设计中的信号完整性分析 [J], 韩刚;耿征因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
AllegroSI高速信号完整性仿真
微博传播与我国主流意识形态安全关联性研究褚玉晶 聂东雪 燕山大学党委宣传部摘 要:微博以其发布消息的便捷性、强大的用户参与性以及构建交流圈的功能性,成为广大网民尤其是青年一代获取信息、发表观点和社会交往的主要渠道之一。
以微博为代表的新媒体的快速发展,对我国主流意识形态产生了巨大的冲击和影响,维护意识形态安全已成为当务之急。
我们必须对微博的生产和传播规律进行深入细致地研究,把握其特点,采取有效措施,保障国家意识形态安全。
关键词:微博 意识形态安全 舆论引导 媒介素养教育近年来,随着智能手机的快速普及和无线网络速度的大幅提升,微博用户呈现爆发式增长。
微博以其发布消息的便捷性、强大的用户参与性以及构建交流圈的功能性,受到越来越多网民的青睐,已然成为广大网民尤其是青年一代获取信息、发表观点和社会交往的主要渠道之一。
以微博为代表的自媒体的快速发展,不仅冲击着传统媒体,同时也对我国主流意识形态产生了巨大的冲击和影响。
一方面,微博的快速发展有利于刺激主流意识形态改变自身宣传手段,拓宽传播渠道,发挥更大的传播效果;另一方面,也为一些不良倾向、低级趣味以及西方价值体系的渗透提供了便利。
作为一个开放的舆论场,微博传播对我国意识形态安全造成了日益严重的威胁,一些抹黑党的领导和社会主义制度的言论在微博平台上广泛传播,以话语暴力和谣言的方式对我国主流意识形态形成严重冲击,因此,维护微博意识形态安全已成为当务之急。
一、微博传播给国家意识形态安全带来的挑战媒体环境发生改变。
自媒体时代,人人皆可对重大政治事件发表个人看法,社会价值观和社会心理越来越复杂和多样化,加上微博管理机制尚不健全,信息缺乏筛选和编辑,对于威胁到国家意识形态安全的信息和言论很难进行拦截。
大多数网民对于信息缺乏判断力,很容易因为从众心理而受到不良信息的影响。
1.微博的全时性传播使得非主流舆论在短时间内得以迅速扩张,形成巨大影响力。
一些负面信息容易非常迅速地对主流意识形态和国家整体形象造成威胁。
Allegro中进行PowerPCB SI仿真
第一章在Allegro 中准备好进行SI 仿真的PCB 板图1)在Cadence 中进行SI 分析可以通过几种方式得到结果:* Allegro 的PCB 画板界面,通过处理可以直接得到结果,或者直接以*.brd 存盘。
* 使用SpecctreQuest 打开*.brd,进行必要设置,通过处理直接得到结果。
这实际与上述方式类似,只不过是两个独立的模块,真正的仿真软件是下面的SigXplore 程序。
* 直接打开SigXplore 建立拓扑进行仿真。
2)从PowerPCB 转换到Allegro 格式在PowerPCb 中对已经完成的PCB 板,作如下操作:在文件菜单,选择Export 操作,出现File Export 窗口,选择ASCII 格式*.asc 文件格式,并指定文件名称和路径(图1.1)。
图1.1 在PowerPCB 中输出通用ASC 格式文件图1.2 PowerPCB 导出格式设置窗口点击图1.1 的保存按钮后出现图1.2 ASCII 输出定制窗口,在该窗口中,点击“Select All”项、在Expand Attributes 中选中Parts 和Nets 两项,尤其注意在Format 窗口只能选择PowerPCB V3.0 以下版本格式,否则Allegro 不能正确导入。
3)在Allegro 中导入*.ascPCB 板图在文件菜单,选择Import 操作,出现一个下拉菜单,在下拉菜单中选择PADS 项,出现PADS IN 设置窗口(图1.3),在该窗口中需要设置3 个必要参数:图1.3 转换阿三次文件参数设置窗口i. 在的一栏那填入源asc 文件的目录ii. 在第二栏指定转换必须的pads_in.ini 文件所在目录(也可将此文件拷入工作目录中,此例)iii. 指定转换后的文件存放目录然后运行“Run”,将在指定的目录中生成转换成功的.brd 文件。
注:pads_in.ini 所在目录路:.\Psd_14.2\Tools\PCB\bin 中。
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随着微电子技术和计算机技术的不断发展,信号完整性分析的应用已经成为解决高速系统设计的唯一有效途径。
借助功能强大的Cadence公司SpecctraQuest 仿真软件,利用IBIS模型,对高速信号线进行布局布线前信号完整性仿真分析是一种简单可行行的分析方法,可以发现信号完整性问题,根据仿真结果在信号完整性相关问题上做出优化的设计,从而缩短设计周期。
本文概要地介绍了信号完整性(SI)的相关问题,基于信号完整性分析的PCB 设计方法,传输线基本理论,详尽的阐述了影响信号完整性的两大重要因素—反射和串扰的相关理论并提出了减小反射和串扰得有效办法。
讨论了基于SpecctraQucst的仿真模型的建立并对仿真结果进行了分析。
研究结果表明在高速电路设计中采用基于信号完整性的仿真设计是可行的, 也是必要的。
【关键字】高速PCB、信号完整性、传输线、反射、串扰、仿真AbstractWith the development of micro-electronics technology and computer technology,application of signal integrity analysis is the only way to solve high-speed system design. By dint of SpecctraQuest which is a powerful simulation software, it’s a simple and doable analytical method to make use of IBIS model to analyze signal integrity on high-speed signal lines before component placement and routing. This method can find out signal integrity problem and make optimization design on interrelated problem of signal integrity. Then the design period is shortened.In this paper,interrelated problem of signal integrity, PCB design based on signal integrity, transmission lines basal principle are introduced summarily.The interrelated problem of reflection and crosstalk which are the two important factors that influence signal integrity is expounded. It gives effective methods to reduce reflection and crosstalk. The establishment of emulational model based on SpecctraQucst is discussed and the result of simulation is analysed. The researchful fruit indicates it’s doable and necessary to adopt emulational design based on signal integrity inhigh-speed electrocircuit design.Key WordsHigh-speed PCB、Signal integrity、Transmission lines、reflect、crosstalk、simulation目录第一章绪论 (5)第二章Candence Allegro PCB简介 (6)2.1 高速PCB的设计方法 (6)2.2 SpecctraQuest Interconnect Designer在高速信号印刷板设计中的应用.72.3 PCB板的SI仿真分析 (8)第三章信号完整性分析概论 (12)3.1 信号完整性(Signal Integrity)概念 (12)3.2 信号完整性的引发因素 (12)3.3 信号完整性的解决方案 (14)第四章传输线原理 (15)4.1 传输线模型 (15)4.2 传输线的特性阻抗 (16)第五章反射的理论分析和仿真 (19)5.1 反射形成机理 (19)5.2 反射引起的振铃效应 (20)5.3 端接电阻匹配方式 (23)5.4 多负载的端接 (28)5.5 反射的影响因素 (29)第六章串扰的理论分析和仿真 (34)6.1 容性耦合电流 (34)6.2 感性耦合电流 (35)6.3 近端串扰 (36)6.4 远端串扰 (38)6.5 串扰的影响因素 (41)第七章结束语 (46)参考文献 (47)致谢 (47)附录:A/D、D/A 采样测试板原理图和PCB板图 (61)第一章绪论随着信息宽带化和高速化的发展,以前的低速PCB已完全不能满足日益增长信息化发展的需要,人们对通信需求的不断提高,要求信号的传输和处理的速度越来越快,相应的高速PCB的应用也越来越广,设计也越来越复杂。
高速电路有两个方面的含义,一是频率高,通常认为数字电路的频率达到或是超过45MHZ 至50MHZ,而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个系统的三分之一,就称为高速电路;二是从信号的上升与下降时间考虑,当信号的上升时间小于6倍信号传输延时时即认为信号是高速信号,此时考虑的与信号的具体频率无关.高速PCB的出现将对硬件人员提出更高的要求,仅仅依靠自己的经验去布线,会顾此失彼,造成研发周期过长,浪费财力物力,生产出来的产品不稳定。
高速电路设计在现代电路设计中所占的比例越来越大,设计难度也越来越高,它的解决不仅需要高速器件,更需要设计者的智慧和仔细的工作,必须认真研究分析具体情况,解决存在的高速电路问题.一般说来主要包括三方面的设计:信号完整性设计、电磁兼容设计、电源完整性设计.在电子系统与电路全面进入1GHz以上的高速高频设计领域的今天,在实现VLSI芯片、PCB和系统设计功能的前提下具有性能属性的信号完整性问题已经成为电子设计的一个瓶颈。
从广义上讲,信号完整性指的是在高速产品中有互连线引起的所有问题,它主要研究互连线与数字信号的电压电流波形相互作用时其电气特性参数如何影响产品的性能。
传统的设计方法在制作的过程中没有仿真软件来考虑信号完整性问题,产品首次成功是很难的,降低了生产效率。
只有在设计过程中融入信号完整性分析,才能做到产品在上市时间和性能方面占优势。
对于高速PCB设计者来说,熟悉信号完整性问题机理理论知识、熟练掌握信号完整性分析方法、灵活设计信号完整性问题的解决方案是很重要的,因为只有这样才能成为21世纪信息高速化的成功硬件工程师。
信号完整性的研究还是一个不成熟的领域,很多问题只能做定性分析,为此,在设计过程中首先要尽量应用已经成熟的工程经验;其次是要对产品的性能做出预测和评估以及仿真。
在设计过程中可以不断积累分析能力,不断创新解决信号完整性的方法,利用仿真工具可以得到检验。
第二章:Candence Allegro PCB简介2.1 高速PCB的设计方法2.1.1 传统的PCB设计方法如图2.1是传统的设计方法,在最后测试之前,没有做任何的处理,基本都是依靠设计者的经验来完成的。
在对样机测试检验时才可以查找到问题,确定问题原因。
为了解决问题,很可能又要从头开始设计一遍。
无论是从开发周期还是开发成本上看,这种主要依赖设计者经验的方法不能满足现代产品开发的要求,更不能适应现代高速电路高复杂性的设计。
所以必须借助先进的设计工具来定性、定量的分析,控制设计流程。
图2.1 图2.22.1.2 Cadence的PCB设计方法现在越来越多的高速设计是采用一种有利于加快开发周期的更有效的方法。
先是建立一套满足设计性能指标的物理设计规择,通过这些规则来限制PCB布局布线。
在器件安装之前,先进行仿真设计。
在这种虚拟测试中,设计者可以对比设计指标来评估性能。
而这些关键的前提因素是要建立一套针对性能指标的物理设计规则,而规则的基础又是建立在基于模型的仿真分析和准确预测电气特性之上的,所以不同阶段的仿真分析显得非常重要。
Cadence公司针对PCB Design Studio发布一个功能非常实用的高速电路设计及信号完整性分析的工具选件——Allegro PCB,利用这个仿真软件能够根据叠层的排序,PCB的介电常数,介质的厚度,信号层所处的位置以及线宽等等来判断某一PCB线条是否属于微带线、带状线、宽带耦合带状线,并且根据不同的计算公式自动计算出信号线的阻抗以及信号线的反射、串扰、电磁干扰等等,从而可以对布线进行约束以保证PCB的信号完整性。
在布线时利用Interconnect Designer工具设置各种约束条件,这些约束条件包括了范围广泛的物理和电气性能参数,如常见的PCB线宽,过孔数目,阻抗范围,还有峰值串扰,过冲特性,信号延时,阻抗匹配等,用仿真的结果做出在PCB中对时序、信号完整性、电磁兼容、时间特性及其他相关问题上做出最优化的设计。
Cadence软件针对高速PCB的设计开发了自己的设计流程,如图2它的主要思想是用好的仿真分析设计来预防问题的发生,尽量在PCB制作前解决一切可能发生的问题。
与左边传统的设计流程相比,最主要的差别是在流程中增加了控制节点,可以有效地控制设计流程。
它将原理图设计、PCB布局布线和高速仿真分析集成于一体,可以解决在设计中各个环节存在的与电气性能相关的问题。
通过对时序、信噪、串扰、电源结构和电磁兼容等多方面的因素进行分析,可以在布局布线之前对系统的信号完整性、电源完整性、电磁干扰等问题作最优的设计。
2.2 SpecctraQuest Interconnect Designer在高速PCB设计中的应用2.2.1 高速系统设计的若干问题“高速”设计并不是只适用于以较高时钟速率运行的设计,随着驱动器的上升和下降时间缩短,信号完整性和EMC问题就会加大。
如果所用片子的信号和时钟边沿速率为1至2ns或更快,即使运行在几兆赫的板子也要精心考虑。
信号传递速度快的板子在设计时就要采用虚拟样板,先对系统功能进行透彻的仿真,然后决定电路图的布局布线。
所谓虚拟样板是供设计者先行模拟仿真的系统模型。
对模拟样板进行仿真,是为了分析信号的完整性和EMC性能,这意味着样板里必须有足够精确的器件模型。