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PCB技術

PCB技術 - 信号完全性高速ディジタルPCB基板解析モデル

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PCB技術 - 信号完全性高速ディジタルPCB基板解析モデル

信号完全性高速ディジタルPCB基板解析モデル

2021-11-02
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Author:Downs

PCB基板設計方法 信号完全性コンピュータ解析に基づいて, 最もコア部分はPCBボードレベル信号完全性モデルの確立である, 伝統的なデザイン方法とは違う.

siモデルの正当性は設計の正当性を決定し,siモデルのビルド可能性はこの設計法の実現可能性を決定する。

4.1 .PCB設計のSiモデル

電子回路設計においてPCBボードレベルの信号完全性解析に使用できる多くのモデルが存在する。最もよく使われる3つは、スパイス、アイビスとVerilog - Aです。

スパイスモデル

スパイスはパワーフー

PCBボード

汎用アナログ回路シミュレータ. 現在、SPICEモデルは電子設計に広く使われている, そして、2つの主要なバージョンが派生しました:HSPICEとPSPICE. hspiceは主に集積回路設計に用いられる, PSPICEは主にPCBボードとシステムレベルの設計で使用されます.

spiceモデルは2つの部分から成り立つ。モデル方程式を与えたので,spiceのモデルをシミュレータのアルゴリズムと密接に結び付け,解析効率の良い解析結果を得ることができた。

SPICEモデルを使用して PCBボードレベル, 集積回路設計者及び製造者は、集積回路IのSPICEモデルの詳細かつ正確な説明を提供する必要がある/ユニットサブ回路と半導体特性の製造パラメータ. これらの材料は、通常、デザイナーやメーカーの知的財産と機密性に属しているので, チップ製品を提供している間、少数の半導体メーカーだけが対応するSPICEモデルを提供する.

spiceモデルの解析精度は主にモデルパラメータの源(すなわち,データの精度)とモデル方程式の適用範囲に依存する。様々なデジタルシミュレータを用いたモデル方程式の組合せは,解析の精度にも影響を及ぼす。また、PCBボードレベルSPICEモデルは、大量のシミュレーション計算を行い、比較的時間がかかる。

アイビスモデル

IBISモデルは、当初、インテル社によってPCBボードレベルとシステムレベルのデジタル信号完全性解析のために開発されました。これは現在、IBISオープンフォーラムによって管理され、公式業界標準(EIA / ANSI 656 A)になっている。

IBISモデルはデジタル集積回路I / Oユニットとピンの特性を記述するためにI / VとV / Tテーブルの形式を使用します。IBISモデルは、I/Oユニットおよびトランジスタ製造パラメータの内部設計を記述する必要がないので、半導体製造業者によって歓迎され、支持されている。現在、チップを提供している間、すべての主要なデジタル集積回路メーカーは対応するIBISモデルを提供することができます。

ibisモデルの解析精度は主にi/v,v/tテーブルのデータ点数とデータ精度に依存する。IBISモデルに基づくPCBボードレベルシミュレーションは、テーブルルックアップ計算を使用しているので、計算量は小さく、通常、対応するSPICEモデルの1/10〜1/100だけである。

C . Verilog‐AMSモデルとVHDL‐AMSモデル

Verilog AMSとVHDL - AMSは4年前に登場し、新しい標準です。ハードウェア挙動レベルモデリング言語として、Verilog - AMSとVHDL - AMSはそれぞれVerilogとVHDLのスーパーセットであり、Verilog - AはVerilog - AMSのサブセットである。

AMS言語では、SPICEとIBISモデルとは異なり、コンポーネントの動作を記述する式を記述するのがユーザーです。IBISモデルと同様に、AMSモデリング言語は、シミュレーションツールの多くの異なるタイプで使用できる独立したモデル形式です。AMS式は、トランジスタレベル、I/Oセルレベル、I/Oセル群など、様々なレベルで記述することができる。

Verilog AMSとVHDL - AMSは新しい標準であるので、数人の半導体製造業者だけがAMSモデルを提供することができます。しかし,pcbボードレベル信号完全性解析におけるamsモデルの実現可能性と計算精度はspiceとibisモデルに劣らない。

モデルの4.2の選択

すべてのPCBボードレベル信号完全性解析を完了する統一モデルがないので, 高速の設計でデジタルPCB基板, これらのモデルを混合して鍵信号と高感度信号の伝送モデルを最大にする必要がある.

離散的な受動部品については,製造者によって提供されたspiceモデルを探索することができるか,簡単なspiceモデルを直接確立し,実験的測定により使用することができる。

重要なデジタル集積回路のために、メーカーによって提供されるIBISモデルを求めなければなりません。現在、ウェブサイトまたは他の方法を通してチップを提供している間、大部分の集積回路デザイナーとメーカーは必要なIBISモデルを提供することができます。

非臨界集積回路については、製造者のIBISモデルが利用できない場合、チップピンの機能に応じて、同様の、またはデフォルトのIBISモデルを選択することもできる。もちろん、簡略化されたIBISモデルは、実験測定によっても確立することができる。

pcb基板上の伝送線路については,信号完全性解析と空間解析において,簡易伝送線路spiceモデルを用いることができ,実際のレイアウト設計に従って配線後の解析に完全伝送線路spiceモデルを用いる必要がある。