PCB技術 - 電力完全性のAPSIM SPI

イン プリント配線板設計, 高速回路のレイアウトと品質分析は間違いなく技術者間の議論の焦点である.特に最近は回路の動作周波数が高くなってきている. 例えば, 汎用デジタル信号処理（DSP）回路の応用周波数は非常に一般的である板sは150〜200 MHzの範囲にある。CPUボードが実際のアプリケーションで500メガヘルツ以上に達するのは驚くべきことではない.業界でのギガヘルツ回路の設計は非常に人気になった.これらすべてのデザイン プリント配線板ボード 多層基板技術でしばしば実現される. 多層基板設計において,電力層の設計技術を採用することは避けられない.しかし, 電力層の設計において, 複数のタイプの電源の混合適用により、設計は非常に複雑になる.

それでは、何が問題なのかPCBエンジニア?数を定義する方法 PCB レイヤー? どのように多くの層が含まれて? 最も合理的な方法で各層の内容を整理する方法?地面のいくつかの層があるならば, 交互に信号層と接地層を配置する方法,など.

複数のタイプの電源ブロックシステムを設計する方法3.3 V、2.5 V、5 V、12 Vなど。パワー層と共通接地問題の妥当な分割はpcbの安定性にとって非常に重要な因子である。

デカップリングコンデンサを設計する方法スイッチングノイズを除去するために減結合コンデンサを用いることは一般的な方法であるが，その静電容量の決定方法コンデンサはどこですか。いつどんなタイプのコンデンサを使うべきか。

地面バウンス雑音を除去する方法？地面バウンス雑音はどのように影響し，有用な信号と干渉するか？どのように戻りパスノイズを排除するには？多くの場合、不合理な回路設計は回路の故障の鍵であり、回路設計はしばしば技術者が無力を見つける仕事である。

現在の流通を合理的に設計する方法特にグラウンド層における電流分布の設計は非常に困難であり，PCBボードにおいて全電流が不均一に分布していると，基板ボードの不安定動作に直接影響を与える。

加えて、オーバーシュート、アンダーシュート、リンギング（発振）、時間遅延、インピーダンスマッチング、グリッチ等の一般的な信号問題があるが、これらの問題は上記問題と不可分である。両者の因果関係がある。

一般に, 高品質高速の設計プリント配線板信号完全性（SI：信号完全性）と電力完全性（PI：電力完全性）に基づいて考慮すべきである。より直接的な結果は信号の完全性に現れる, 我々は、その原因に関して、電力の完全性の設計を無視してはならない.パワーインテグリティは最終的な信号完全性に直接影響するので プリント配線板.

PCB基板技術者の間では非常に大きな誤解があります。特に、高速PCB設計のために従来のEDAツールを使用した人たち。多くのエンジニアは私たちに尋ねました：「なぜ、結果は我々の器具の実際のテスト結果と矛盾しているEDAのSI信号完全性ツールによって分析されます、そして、分析の結果はしばしば理想的です？」実際には、この質問は非常に簡単です。この問題の理由は、EDAメーカーの技術スタッフが明らかに説明していないことです一方,pcb基板設計者のシミュレーション結果の理解である。我々は、中国市場で最も一般的に使用されるEDAツールは、SI（信号の整合性）分析ツールです知っている。siは電源の影響を考慮することなく配線や素子モデルに基づく解析であり，その多くはアナログデバイスでもある。（理想的であると仮定して）、そのような解析結果と実際の結果は誤りでなければならない。ほとんどの場合，pcbボードにおけるパワーインテグリティの影響はsiより深刻である。

現在，いくつかのedaメーカーは部分的にpi（パワー完全性）解析機能を備えているが，解析関数がsi（信号完全性）から完全に分離されているため，ユーザは実際のテスト結果に近い結果を見ることができない。分析報告書.piとsiは密接に関連している。そして、多くの場合、信号の奇数変化に影響する主な理由は、電源システムである。例えば、デカップリングコンデンサはよく設計されておらず、接地層の設計は不合理であり、ループの影響は非常に深刻であり、電流分布は不均一であり、接地バウンスノイズは大きすぎる。

としてPCB設計エンジニア,実際の結果に近い分析レポートを見たいです, だから、それを修正し、トラブルシューティングは簡単です, 実際のシミュレーション設計の効果を達成する.SPIツールの出現は、上記の議論を可能にします.SPIの英語略称は信号パワー完全性である, 名前の通り,SI信号完全性とPI電力完全性を統合する解析ツールである.SiとPIが隔離されなくなるように.

APSIM - SPIは業界で唯一の信号の整合性と電源の整合性を組み合わせた唯一の製品です。spiツールでは，pcb技術者は，実際のテストと非常に近い模擬波形から，波形を観測できる。言い換えれば、理論的な設計と実際のテストはそれから匹敵する。

従来のsi関数は，パワー層などが理想的な状態であると仮定した孤立解析である。優れた補助効果を持つが，全体的な効果はなく，si解析の結果に基づいてユーザが単にエラーを排除することは困難である。前提として、PCBボードなら、VCCとグランドラインが非常に薄いので、回路は当然この時点では動作しない。信号の奇妙な変化がオシロスコープのような器具で非常に重大であるとわかるのも簡単です。しかし、一般的なSi解析ツールを使用する場合は、信号の奇妙な変化をシミュレートすることはできません。今回の状況は、シミュレーション結果の波形が非常に完全であり、特異変化がないにもかかわらず、実際には動作しない点に特異的に変化していることである。したがって、一度エンジニアは、「どのように狭いとしてもPCB基板の電源配線と接地線をレイアウトするとき、Siシミュレーションにおける信号波形は変化しないのか」と尋ねた理由は、あなたのPIがSiシミュレーションで考慮されないということです。つまり、電源コードと接地線は考慮されません.この問題を解決するには、SPIツールを使用する唯一の方法です。SPIは、信号層の接地線と大面積信号充填を含むSi信号完全性解析の接地層を完全に考慮する。これらのgeoelectrical layerの不安定な信号または干渉は、Siシミュレーション結果に完全に重畳される。この方法でのみ実際の実際の作業効果をシミュレートすることができ、もちろん最終結果は実際のテスト結果に近い。技術者が視覚的に考慮し、正しいことは便利です。

siとpiの有機的結合を実現するために，apsimi‐spiは内部モデル，計算方法，ユーザインタフェイス，解析機能，及びシミュレーション機構の主要な調整を行った。目的は、ユーザーがまだ使用するのが便利であるという前提の下でSPI機能の完全性を確実にすることです。例えば，rlgcモデリングと分布パラメータ抽出では，spiのrlgcパラメータ抽出は前の単純siパラメータ抽出よりはるかに複雑である。SPIでは、接地層の寄生パラメータと接地層と信号線との接続関係を十分に考慮しなければならない。

apsimo‐spiは，信号の奇数変化を解析するとき，接地層の影響を十分に考慮する。spiは接地層の寄生パラメータモデルと信号配線のパラメータモデルを包括的に考慮し，モデル化時のデバイスibisやspiceモデルを総合的に考慮する。したがって、動作中に回路によって生成されたデカップリングコンデンサ、フィルタコンデンサ、終端抵抗、またはSSOスイッチングノイズ、グラウンドバウンスノイズ等のアナログ成分を設計するかどうかは、最終的なシミュレーション結果波形に反映される。

APSIMのSPIツールを使用して、PCB技術者は、PCBボードを設計するときに信号の奇妙な変化を視覚的に観察し、タイムリーな調整を行うことができます。あなたの接地線が十分でないとわかるならば、信号は雑音があるか、変形さえします。このとき、あなたが満足するまで、あなたは接地線の幅を調節することができます。接地線は過去にどのくらい幅があるか？エンジニアは経験によってデバッグすることができます、そして、デザインガイダンスで彼らを援助する手段がありません。そして、接地線がよくレイアウトされていない場合、PCBボードが動作しない確率は非常に高い。しかし、今日では、Year - ChohnのPCBボードは、複雑なだけでなく、接地線幅だけでなく、接地面の充填、多層接地平面の設計、特にグランドプレーンセグメンテーション技術など。治療方法限られた経験が設計要件を満たすことができない場合。現在APSIM - SPIの助けを借りて、PCBエンジニアは簡単に彼のグランドプレーンと接地線システムの設計が合理的かつ効果的かどうかを知ることができます。

例えば、多層ボードを設計するとき、各層をどのように配置するかを考えるとき、多くの技術者はしばしば信号層または接地層を最初に置くかどうかわからないのですか？信号層と接地層は交互に配置または集中するか？現在、エンジニアはSPIシミュレーション結果に基づいて、最も良い結果を得ることができます。

別の例：3.3 Vグラウンド、2.5 Vグラウンド、5 Vグラウンドなどのグランドプレーン上に複数の電源がある場合、どのようにそれを分割するには？過去に、エンジニアは限られた経験に頼ることができました、そして、彼らは単に境界分割から合理性を考慮するだけでした。この分野のデザインが無理なら、結果は想像できる。エンジニアは深い経験を持っていると思う。しかし、下地層はPCB基板の中間層にあることが多いので、物理的に全くアクセスできないのでデバッグ用に変更することは困難である。実際には、マルチパワー層を設計する場合、様々な領域間の境界問題だけでなく、フィルタリングの問題、共通のグラウンドの問題などを考慮する必要があります。spiツールにより，技術者は容易に複数の電源領域分割の合理的設計を行うことができる。それが不合理であるならば、シミュレーションはシミュレーションの間、ゆがめられます。

地上バウンスノイズとSSOスイッチングノイズに対処する場合、誰もがこのノイズの深刻さを知っている（EDAでは、このノイズは、PIパワーインテグリティ解析の範囲において要約されている）、特に高速PCBは、しばしば不安定な動作条件に遭遇することが多い。エンジニアもいくつかの簡単な解決策を知っている必要があります。しかし、定量的な観点から考えると、それは非常に複雑です。例えば、SSOスイッチングノイズを除去する簡単で効果的な方法は、電源とグランドとの間にフィルタキャパシタを追加することである。一般的な方法は、異なる種類の種類の電解コンデンサを追加することである。技術者がこれらのコンデンサの最大電圧を定量的に決定することは容易でなければならない。（PCBボードの動作電圧に応じて計算することができる限り）、これらのキャパシタ（静電容量値）の容量を定量的に決定する方法は、しばしば経験に基づいて、または他の回路の設計を参照する方法である。計算する理論に頼るのはとても難しいからです。特にPCB回路が複雑であるため、手動計算に頼るのがさらに困難である。コンデンサの配置も、決定するのが容易でない要因のうちの1つである。しかし、これらの電解コンデンサの配置およびそれらが果たすフィルタリング効果は密接に関連する。(一般的な方法はPCBボードの電源入口に置くことです)。

今、APSIM - SPIツールを使用して、エンジニアは簡単に設計し、これらのフィルタコンデンサの効果を確認することができます。そして、効果的にこれらのコンデンサおよびそれらの静電容量値の配置を決定する。断固として過剰なコンデンサを使用しないでください、そして、以下のコンデンサがなければなりません！

APSIM - SPIは、奇数信号変化とシミュレーション設計に関連した多くの特徴も持ちます.我々は、現在の高速プリント配線板基板設計先進的な補助手段を採用しなければならない.SPIは、長年のデザイン経験を結合して、先進のSIとPI分析技術を統合して、直接 PCB 板, これは実際のテスト結果に基づいている. SPIは新しいデバッグプラットフォームを提供する, 長年の経験に基づくシミュレーション環境への移行. 大幅に高速のワンタイムデザインの成功率を向上させる PCB. SPIは、徐々に高速のための最も人気のある、必要なデザイン解析ツールとなっている PCB設計 エンジニア業界内. SPIは他と密接に連携するPCB設計 業界の道具. メンターグラフィックス, カデンツ,  パッド, プロテル.