電路設計 - 基於Cadence的高速PCB設計

1 在裡面troduction

The proportion of 高速PCB 現代設計 PCB 設計 正在新增, 設計難度越來越高. 其解決方案不僅需要高速組件, 但也需要設計師的智慧和細心工作. 必須仔細研究和分析., 解决現有高速電路問題.

2高速PCB設計的基本內容

高速電路設計在現代電路設計中所占比例越來越大，設計難度也越來越高。 它的解決方案不僅需要高速設備，還需要設計者的智慧和細心工作。 必須仔細研究和分析具體情況。， 解决現有高速電路問題。 一般來說，它主要包括3個方面的設計：信號完整性設計、電磁相容性設計和電源完整性設計。

2.1信號完整性設計

信號完整性是指訊號線上訊號的質量。 具有良好信號完整性的訊號意味著它具有在需要時必須達到的電壓水准值。 信號完整性差不是由某個因素引起的，而是由板級設計中的多個因素組合引起的。 特別是在高速電路中，所用晶片的開關速度過快、終端元件的佈局不合理、電路互連不合理等都會導致信號完整性問題。 具體來說，它主要包括串擾、反射、過沖和欠沖、振盪、訊號延遲等。

2.2電磁相容性（電磁相容性）設計

電磁相容性包括電磁干擾和電磁耐受性，即過量電磁輻射和對電磁輻射的敏感性。 電磁干擾有兩種類型：傳導干擾和輻射干擾。 傳導干擾是指一個電網上的訊號通過電流形式的導電介質傳導到另一個電網。 PCB主要顯示接地雜訊和電源雜訊。 輻射干擾是指訊號以電磁波的形式向外輻射，從而影響另一個電網。 在高速PCB和系統設計中，高頻訊號線、晶片引脚、連接器等都可能成為天線特性的輻射干擾源。 根據設計的重要性，EMC設計可分為四個級別：設備和PCB級設計、接地系統設計、遮罩系統設計和濾波器設計。 其中，前兩個是最重要的。 器件和PCB級設計主要包括有源器件的選擇、電路板的堆疊以及佈局和佈線。 接地系統的設計主要包括接地方法、接地阻抗控制、接地回路和遮罩層接地等。在Cadence的模擬工具中，可以在X、Y、Z距離、頻率範圍、設計裕度、符合標準、， 該類比是後類比，主要檢查是否滿足設計要求。 囙此，在做前期工作時，我們還需要根據電磁干擾理論進行設計。 通常的做法是將控制電磁干擾的設計規則應用於每種設計。 每個環節都實現了規則驅動和控制。

2.3電源完整性設計

在高速電路中, 電源和接地的完整性也是一個非常重要的因素, 因為電源完整性和信號完整性密切相關. 在大多數情况下, 訊號失真的主要原因是供電系統. 例如, 地面反彈譟音過大, 去耦電容器設計不當, 多個電源或接地層劃分不當, 底層設計不合理, 電流分佈不均勻, 等. 會帶來電源完整性問題並導致訊號失真. 訊號的完整性. 解决該問題的主要思路是確定配電系統, 將大尺寸電路板分為幾個小尺寸電路板, determine the decoupling capacitor according to the ground bounce (ground bounce), 注重整體考慮 PCB板. 方面.

3高速PCB設計方法

3.1傳統設計方法

傳統的設計方法，在最終測試之前，不做任何處理，基本上依靠設計師的經驗來完成。 只有對原型進行測試和檢查，才能發現問題，並確定問題的原因。 為了解决這個問題，可以從頭開始重新設計。 無論是開發週期還是開發成本，這種主要依靠設計者經驗的方法都不能滿足現代產品開發的要求，更不用說現代高速電路的高複雜度設計了。 囙此，有必要使用先進的設計工具對設計過程進行定性和定量分析和控制。

3.2節奏設計方法

越來越多的高速設計正在採用一種更有效的方法，這有助於加快開發週期。 首先，建立一組滿足設計性能指標的物理設計規則，並使用這些規則限制PCB佈局和佈線。 在裝置安裝之前，進行了類比設計。 在這種虛擬測試中，設計者可以比較設計名額來評估效能。 這些關鍵的先决因素是建立一套性能指標的物理設計規則，這些規則的基礎是基於模型的模擬分析和準確預測電力特性。 囙此，不同階段的模擬分析非常重要。 Cadence軟體發展了自己的高速PCB設計流程。 其主要思想是使用良好的類比分析和設計來預防問題，並嘗試在PCB生產之前解决所有可能的問題。 與左側的傳統設計過程相比，主要區別在於在過程中添加了控制節點，可以有效地控制設計過程。 它集成了原理圖設計、PCB佈局和高速模擬分析，可以在設計的各個方面解决與電力效能相關的問題。 通過分析時序、訊號雜訊、串擾、電源結構和電磁相容性等諸多因素，可以在放置和佈線之前優化設計系統的信號完整性、功率完整性、電磁干擾和其他問題。

4結論

In the specific 設計 process, 所有部件的設計者都需要在水准方向上協同工作, 要求在垂直方向上綜合考慮設計的各個階段. 設計和模擬貫穿整個設計過程，以實現過程的可控性和特定名額的量化. . 只有這樣才能實現有效的設計. 高速 PCB設計 是一個非常複雜的系統工程. 只有借助於那些既能計算出物理特性又能計算出設計中使用的每個部件的電力特性的人, 影響與互動, 但也必須自動從設計的PCB中選取. 功能强大的EDA軟體工具, 例如建立模型, 以及提供實際設計操作動態特性的模擬器, 可以更全面地解决上述信號完整性問題, 電磁干擾, and 電源完整性.