Технология PCB - Полный Apsim spi

При проектировании PCB компоновка и анализ качества высокоскоростных схем, несомненно, находятся в центре внимания инженеров. В частности, сейчас частота работы цепи увеличивается. Например, частота применения платы универсальной цифровой обработки сигналов (DSP) очень распространена в диапазоне 150 - 200 МГц. Неудивительно, что процессорная плата достигает более 500 МГц в практическом применении. Дизайн схем GHz стал очень популярным в отрасли. Конструкция всех этих PCB - панелей обычно реализуется с помощью технологии многослойных панелей. В многослойной конструкции неизбежно используется технология проектирования энергетического слоя. Однако при проектировании силовых слоев конструкция становится очень сложной из - за гибридного применения нескольких типов источников питания.

Так в чем же проблема с инженерами PCB? Как определить уровень PCB? Сколько слоев включает? Как лучше всего организовать содержание каждого уровня? Если должно быть несколько слоев заземления, как чередовать сигнальные и заземленные слои и так далее.

Как сконструировать несколько типов систем питания? Такие, как 3.3В, 2.5В, 5В, 12В и т.д.

Как сконструировать развязывающий конденсатор? Использование развязных конденсаторов для устранения шума переключателя является распространенным методом, но как определить его емкость? Где конденсатор? Какие типы конденсаторов используются и т.д.

Как устранить шум от отскока на земле? Как шум от отскока на земле влияет и мешает полезным сигналам? Как устранить шум обратного пути? Во многих случаях неразумная конструкция схемы является ключом к отказу схемы, и проектирование схемы часто является беспомощной работой инженеров.

Как правильно спроектировать распределение тока? В частности, распределение тока в заземлении очень сложно спроектировать, и если общий ток неравномерно распределен в пластине PCB, это напрямую и значительно повлияет на нестабильную работу пластины PCB.

Кроме того, есть некоторые общие проблемы с сигналами, такие как перекачка, спуск, звонок (колебание), задержка времени, соответствие сопротивления, заусенцы и т. Д. Но эти проблемы неотделимы от вышеуказанных проблем. Между ними существует причинно - следственная связь.

Как правило, конструкция высококачественных высокоскоростных PCB - панелей должна учитывать целостность сигнала (SI - целостность сигнала) и целостность мощности (PI - целостность мощности). Хотя более прямые результаты проявляются в целостности сигнала, мы не должны упускать из виду конструкцию целостности питания. Потому что целостность питания напрямую влияет на целостность сигнала конечной платы PCB.

Существует большое недопонимание среди инженеров PCB, особенно среди тех, кто использует традиционные инструменты EDA для высокоскоростного проектирования PCB. Многие инженеры спрашивают нас: « Почему результаты анализа инструмента целостности сигнала SI EDA не согласуются с фактическими результатами испытаний нашего прибора, и результаты анализа часто являются идеальными? » Причина этой проблемы заключается в том, что, с одной стороны, технические специалисты компании EDA не дали четких объяснений; С другой стороны, это понимание результатов моделирования разработчиков PCB. Мы знаем, что наиболее часто используемым инструментом EDA на китайском рынке является инструмент анализа SI (целостность сигнала). SI - это анализ, основанный на проводке и моделях устройств, независимо от воздействия источника питания, большинство из которых даже имитируют устройства. Независимо от того (гипотеза идеальна), можно представить, что результаты такого анализа и фактические результаты должны быть неправильными. Потому что в большинстве случаев влияние целостности электропитания в PCB - панелях более серьезное, чем SI.

В настоящее время, хотя некоторые производители EDA уже частично предлагают функцию анализа PI (целостность мощности), пользователи по - прежнему не могут видеть результаты, близкие к фактическим результатам испытаний, поскольку их аналитические функции полностью отделены от SI (целостность сигнала). Аналитические доклады. PI и SI тесно связаны. Во многих случаях основной причиной, влияющей на сингулярность сигнала, является система питания. Например, развязывающие конденсаторы плохо спроектированы, конструкция заземления иррациональна, воздействие контура очень серьезное, неравномерное распределение тока, чрезмерный шум отскока от заземления и так далее.

Как инженер - проектировщик PCB, я действительно хотел бы увидеть аналитический отчет, близкий к реальным результатам, чтобы легко исправить и устранить неисправность и достичь эффекта реального моделирования дизайна. Появление инструментов SPI сделало эту дискуссию возможной. SPI расшифровывается как Signal Power Integrity (Signal Power Integrity) - аналитический инструмент, который интегрирует целостность сигнала SI и мощность PI. Таким образом, SI и PI больше не будут выполняться отдельно.

APSIM - SPI является первым в отрасли и единственным продуктом, который сочетает целостность сигнала с целостностью мощности. С помощью инструмента SPI инженеры PCB могут наблюдать форму волны из аналоговой формы волны, что очень близко к фактическому испытанию прибора. Другими словами, теоретический дизайн и практические испытания теперь сопоставимы.

Традиционная функция SI представляет собой изолированный анализ в идеальных условиях, таких как гипотетический уровень мощности. Хотя он имеет большую вспомогательную роль, без общего эффекта пользователям трудно просто устранить ошибки на основе результатов SI - анализа. Как гипотеза, если пластина PCB, из - за ее VCC и очень тонкой наземной линии, схема, естественно, не будет работать в это время. Использование таких приборов, как осциллограф, также может легко обнаружить странные изменения в сигнале, которые очень серьезны. Но этот дизайн легко представить, что если вы используете универсальные инструменты анализа SI, вы не сможете имитировать странные изменения сигнала. На данный момент ситуация такова, что, хотя форма волны в результате моделирования очень полная и не имеет странных изменений, на самом деле она удивительно изменилась до такой степени, что она поразительна. Поэтому один из инженеров спросил: « Почему форма волны сигнала в симуляции SI не меняется, как бы узко она ни была, когда мы устанавливаем источник питания и наземные линии в панели PCB? » Причина в том, что симуляция SI не учитывает ваш PI. Другими словами, ваши линии электропитания и заземления не рассматриваются. Единственный способ решить эту проблему - использовать инструмент SPI. При анализе целостности сигнала SI SPI в полной мере учитывает заземление, в том числе линии заземления в сигнальном слое, а также большую площадь заполнения сигнала. Нестабильные сигналы или помехи в этих геоэлектрических слоях будут полностью наложены на результаты моделирования SI. Только таким образом можно смоделировать реальные результаты работы, и, конечно же, конечные результаты близки к фактическим результатам испытаний. Это позволяет инженерам интуитивно рассмотреть и исправить ситуацию.

Для достижения органического сочетания SI и PI APSIM - SPI внес значительные коррективы во внутренние модели, вычислительные методы, пользовательский интерфейс, аналитические функции и механизмы моделирования. Цель состоит в том, чтобы обеспечить функциональность SPI, если пользователь по - прежнему удобен в использовании. Например, при моделировании RLGC и извлечении параметров распределения извлечение параметров RLGC SPI намного сложнее, чем извлечение предыдущих простых параметров SI. Потому что паразитические параметры заземления и связь между заземлением и сигнальными линиями должны быть полностью учтены в SPI.

APSIM - SPI будет в полной мере учитывать влияние заземления при анализе нечетных изменений сигнала. При моделировании SPI учитывает паразитические параметрические модели заземления и параметрические модели сигнальной проводки, а также модели устройств IBIS или SPICE. Таким образом, независимо от того, спроектированы ли аналоговые элементы, такие как развязывающие конденсаторы, фильтрующие конденсаторы, конечные резисторы или шум переключателя SSO, создаваемый цепью во время работы, шум отскока от заземления и т. Д. Все это будет отражено в окончательной форме волны результатов моделирования.

Используя инструмент SPI APSIM, инженеры PCB могут визуально наблюдать странные изменения сигнала при проектировании PCB - панелей и своевременно корректировать их. Если вы обнаружите, что заземление недостаточно широкое, сигнал будет шумным или даже деформированным. На этом этапе вы можете настроить ширину заземления до тех пор, пока вы не будете удовлетворены. Насколько широка должна быть линия в прошлом? Инженеры могут отлаживать только на основе опыта, и нет никаких инструментов, которые могли бы помочь им в руководстве дизайном. Если заземление не установлено, вероятность того, что пластина PCB не будет работать, будет очень высокой. Но сегодняшние пластины PCB очень сложны, не только ширина линии заземления, но и заполнение плоскости заземления, многоуровневый дизайн плоскости заземления, особенно технология разделения плоскости заземления и т. Д. Различные частоты требуют разных способов использования. Методы обработки. Ограниченный опыт не отвечает требованиям проектирования. Теперь, с помощью APSIM - SPI, инженер PCB может легко узнать, является ли его план заземления и конструкция системы заземления разумной и эффективной.

Например, при проектировании многослойных панелей многие инженеры, думая о том, как разместить каждый слой, часто не знают, поставить ли сигнальный слой или заземление на первое место. Располагаются ли сигнальный и заземленный слои поочередно или централизованно? Теперь инженеры могут четко получить наилучшие результаты на основе результатов моделирования SPI.

Еще один пример: как разделить, когда на локальной плоскости есть несколько источников питания, таких как 3,3 вольт, 2,5 вольт, 5 вольт и так далее? В прошлом инженеры могли полагаться только на ограниченный опыт, и они могли рассматривать рациональность только с точки зрения делимитации границ. Если дизайн в этой области не является разумным, последствия можно представить. Я уверен, что инженеры имеют большой опыт. Однако, поскольку заземление обычно находится в середине пластины PCB, его трудно модифицировать для отладки, поскольку он физически просто недоступен. На самом деле, при проектировании многоэнергетического слоя необходимо учитывать не только пограничные вопросы между регионами, но и вопросы фильтрации, проблемы общей земли и так далее. С помощью инструмента SPI инженеры могут легко выполнять рациональную конструкцию разделения многоэнергетической области. Если это необоснованно, сигнал искажается во время моделирования, что ранее было невозможно.

При работе с шумом отскока от заземления и шумом переключателя SSO все знают серьезность этого шума (в EDA этот шум обобщается в рамках анализа целостности мощности PI), особенно высокоскоростные PCB, часто сталкиваются с нестабильными условиями работы. На самом деле, это, вероятно, вызвано шумом переключателя или шумом отскока от заземления. Инженеры должны знать простые решения. Но с количественной точки зрения это очень сложно. Например, простой и эффективный способ устранения шума переключателя SSO - это добавление фильтрующего конденсатора между источником питания и заземлением. Общим методом является добавление нескольких электролитических конденсаторов различного качества и типов. Инженеры должны легко количественно определить максимальное напряжение этих конденсаторов. (До тех пор, пока это может быть рассчитано на основе рабочего напряжения пластины PCB), как количественно определить емкость (емкость) этих конденсаторов часто только на основе опыта или со ссылкой на конструкцию других схем. Потому что полагаться на теорию для расчета очень сложно. Особенно сейчас, когда схемы PCB настолько сложны, что полагаться на ручные вычисления еще труднее. Размещение конденсаторов также является одним из факторов, которые нелегко определить. Тем не менее, размещение этих электролитических конденсаторов и фильтрация, которую они играют, будут тесно связаны. (Обычным методом является размещение его в розетке питания PCB - платы).

Теперь, используя инструменты APSIM - SPI, инженеры могут легко проектировать и проверять эффективность этих фильтрующих конденсаторов. Эффективно определить местоположение этих конденсаторов и их емкость. Не используйте слишком много конденсаторов, и конденсаторов не должно быть меньше!

APSIM - SPI также имеет множество функций, связанных с нечетными изменениями сигналов и моделированием. Мы считаем, что нынешняя высокоскоростная конструкция PCB - панелей должна быть оснащена передовыми вспомогательными средствами. В сочетании с многолетним опытом проектирования SPI в сочетании с передовыми методами анализа SI и PI непосредственно и реально имитирует конкретные рабочие состояния PCB - панелей, ближе к фактическим результатам испытаний. SPI предлагает совершенно новую отладочную платформу для перехода к симуляционной среде, основанной на многолетнем опыте. Это значительно повышает эффективность проектирования высокоскоростных PCB. SPI постепенно становится самым популярным и необходимым инструментом анализа дизайна для высокоскоростных инженеров по проектированию PCB. SPI тесно сотрудничает с другими инструментами проектирования PCB в отрасли. Например, Mentor Graphics, Cadence, PADS, Protel.