PCB科技 - 電源完整性Apsim spi

在裡面 印刷電路板設計, 高速電路的佈局和品質分析無疑是工程師們討論的焦點. 尤其是當今電路的工作頻率越來越高. 例如, it is v呃y common for the application frequency of general digital signal processing (DSP) circuit 板s to be in the range of 150-200MHz. 在實際應用中，CPU板達到500MHz以上並不奇怪. Ghz電路的設計在業界已經非常流行. 所有這些的設計 印刷電路板板 通常通過多層板科技實現. 在多層板設計中, 採用電源層設計科技是必然的. 然而, 在電源層的設計中, 由於多種電源的混合應用，設計變得非常複雜.

那麼，其中存在哪些問題 印刷電路板 工程師? 如何定義 印刷電路板 層? 包括多少層? 如何以最合理的管道安排每一層的內容? 如果有幾層地面, 如何交替排列訊號層和地面層, 等.

如何設計多種類型的電源模組系統？ 如3.3伏、2.5V電壓電壓、5V、12V等。 電源層的合理劃分和公共接地問題是影響印刷電路板穩定性的重要因素。

如何設計去耦電容器？ 使用去耦電容器消除開關雜訊是一種常見的方法，但如何確定其電容？ 電容器放在哪裡？ 什麼時候使用什麼類型的電容器等等。

如何消除地面反彈雜訊？ 地面反彈雜訊如何影響和干擾有用訊號？ 如何消除回路雜訊？ 在許多情况下，不合理的電路設計是電路失效的關鍵，而電路設計往往是工程師們束手無策的工作。

如何合理設計電流分佈？ 尤其是接地層中的電流分佈設計非常困難，如果總電流在印刷電路板板中分佈不均，將直接明顯影響印刷電路板板的不穩定運行。

此外，還有一些常見的訊號問題，如過沖、欠沖、振鈴（振盪）、延時、阻抗匹配、小故障等，但這些問題與上述問題密不可分。 它們之間有因果關係。

一般來說, 一種高品質高速 印刷電路板板 should be considered in terms of signal integrity (SI---Signal Integrity) and power integrity (PI---Power Integrity). 雖然更直接的結果表現在信號完整性上, 就其原因而言，我們决不能忽視權力完整性的設計. 因為電源完整性直接影響最終的信號完整性 印刷電路板 板.

印刷電路板工程師之間存在著很大的誤解，尤其是那些使用傳統EDA工具進行高速印刷電路板設計的工程師。 許多工程師問我們：“為什麼EDA的SI信號完整性工具分析的結果與我們儀器的實際測試結果不一致，而且分析結果往往是理想的？” 事實上，這個問題很簡單。 出現這個問題的原因是：一方面EDA廠商的科技人員沒有解釋清楚； 另一方面，這是印刷電路板設計師對模擬結果的理解。 我們知道，中國市場上最常用的EDA工具是SI（信號完整性）分析工具。 SI是基於佈線和設備模型的分析，不考慮電源的影響，其中大多數甚至是類比設備。 不管怎樣（假設是理想的），可以想像這樣的分析結果和實際結果一定是錯誤的。 因為在大多數情况下，印刷電路板板中的電源完整性影響比SI更嚴重。

現時，雖然一些EDA廠商部分提供了PI（電源完整性）分析功能，但由於其分析功能與SI（信號完整性）完全分離，用戶仍然無法看到與實際測試結果接近的結果。 分析報告。 PI和SI密切相關。 在許多情况下，影響訊號奇變的主要原因是供電系統。 例如去耦電容器設計不好、接地層設計不合理、回路影響非常嚴重、電流分佈不均勻、接地反彈雜訊過大等。

作為一個 印刷電路板設計 工程師, 我真的很想看到一份接近實際結果的分析報告, 便於糾正和排除故障, 並達到了真實模擬設計的效果. SPI工具的出現使上述討論成為可能. SPI的英文縮寫為訊號電源完整性, 顧名思義, 它是一種集成SI信號完整性和PI功率完整性的分析工具. 囙此，SI和PI將不再單獨執行.

APSIM-SPI是業界第一款，也是唯一一款結合了信號完整性和電源完整性的產品。 利用SPI工具，印刷電路板工程師可以從類比波形中觀察波形，該波形與儀器的實際測試非常接近。 換言之，從那時起，理論設計和實際測試具有可比性。

傳統的SI函數是假設功率層等處於理想狀態下的孤立分析。 雖然它有很大的輔助效果，但沒有總體效果，用戶很難根據SI分析結果簡單地消除錯誤。 作為一種假設，如果一塊印刷電路板板，由於其VCC和地線非常薄，此時電路自然不會工作。 也很容易發現，使用示波器等儀器時，訊號中的奇怪變化非常嚴重。 但這種設計很容易想像，如果使用通用的SI分析工具，就無法類比信號的奇數變化。 現時的情况是，雖然模擬結果的波形非常完整，沒有奇异變化，但它實際上已經奇异變化到不起作用的程度。 囙此，一比特工程師曾問：“當我們在印刷電路板板上佈置電源線和地線時，為什麼SI類比中的訊號波形不會發生變化，無論多麼窄？” 原因是SI類比中未考慮PI。 換句話說，不考慮電源線和地線。 要解决這個問題，唯一的方法就是使用SPI工具。 SPI在SI信號完整性分析中充分考慮了地面層，包括訊號層中的地線和大面積訊號填充。 這些地電層的不穩定訊號或干擾將完全疊加在SI類比結果上。 只有這樣才能類比真實的實際工作效果，當然最終結果與實際測試結果更接近。 這便於工程師直觀地考慮和糾正。

為了實現SI和PI的有機結合，APSIM-SPI在內部模型、計算方法、使用者介面、分析功能和模擬機制等方面進行了重大調整。 目的是在用戶仍然方便使用的前提下，確保SPI功能的完善。 例如，在RLGC建模和分佈參數選取中，SPI的RLGC參數選取要比以前簡單的SI參數選取複雜得多。 因為在SPI中，必須充分考慮接地層的寄生參數以及接地層與訊號線之間的連接關係。

APSIM-SPI在分析訊號奇數變化時，將充分考慮地面層的影響。 因為SPI在建模時綜合考慮了地面層寄生參數模型和訊號佈線參數模型，以及器件IBIS或SPICE模型。 囙此，無論是設計去耦電容器、濾波電容器、終端電阻等類比元件，還是電路在運行過程中產生的SSO開關雜訊、接地反彈雜訊等，它們都會反映在最終的模擬結果波形中。

使用APSIM的SPI工具，印刷電路板工程師可以在設計印刷電路板板時直觀地觀察訊號的奇怪變化，並及時進行調整。 如果您發現接地線不够寬，訊號會有譟音甚至變形。 此時，您可以調整地線的寬度，直到您滿意為止。 過去接地線應該有多寬？ 工程師只能根據經驗進行調試，沒有工具可以幫助他們進行設計指導。 如果地線沒有很好地佈置，導致印刷電路板板不工作的可能性將非常高。 但今天的印刷電路板板是如此複雜，不僅是地線寬度，還有接地板填充、多層接地板設計，尤其是接地板分割科技等。不同的頻率需要使用不同的頻率。 處理方法。 如果僅憑有限的經驗不能滿足設計要求。 現在，在APSIM-SPI的幫助下，印刷電路板工程師可以很容易地知道他的接地層和地線系統設計是否合理有效。

例如：在設計多層板時，許多工程師在考慮如何排列每一層時，往往不知道是先放訊號層還是先放地面層？ 訊號層和地面層是交替放置還是集中放置？ 現在，工程師可以根據SPI類比結果清楚地獲得最佳結果。

另一個例子：當接地層上有多個電源時，如3.3V接地、2.5V接地、5V接地等，如何劃分？ 過去，工程師只能依靠有限的經驗，他們只能簡單地從邊界劃分來考慮合理性。 如果這方面的設計不合理，後果可想而知。 我相信工程師們有著深厚的經驗。 然而，由於接地層通常位於印刷電路板板的中間層，囙此很難對其進行修改以進行調試，因為它在物理上根本無法訪問。 事實上，在設計多權力階層時，不僅要考慮各個地區之間的邊界問題，還要考慮過濾問題、共同點問題等。 利用SPI工具，工程師可以方便地進行多電源分區的合理設計。 如果不合理，訊號將在類比過程中失真，這在以前是不可能的。

在處理接地反彈雜訊和SSO開關雜訊時，大家都知道這種雜訊的嚴重性（在EDA中，這種雜訊總結在PI功率完整性分析的範圍內），尤其是高速印刷電路板，經常會遇到不穩定的工作條件，事實上，它可能是由開關雜訊或接地反彈雜訊引起的。 工程師還必須知道一些簡單的解決方案。 但從定量的角度來看，這是非常複雜的。 例如：消除SSO開關雜訊的一種簡單有效的方法是在電源和接地之間添加濾波電容器。 常用的方法是添加一些不同質量和類型的電解電容器。 工程師必須很容易定量地確定這些電容器的最大電壓。 （只要能根據印刷電路板板的工作電壓來計算），如何定量確定這些電容器的容量（電容值）往往只能根據經驗，或參攷其他電路的設計。 因為很難依靠理論來計算。 尤其是現在印刷電路板電路如此複雜，更難依靠手動計算。 電容器的位置也是不容易確定的因素之一。 然而，這些電解電容器的位置及其所起的濾波作用將密切相關。 （常用的方法是將其放置在印刷電路板板的電源插孔處）。

現在使用APSIM-SPI工具，工程師可以輕鬆設計和驗證這些濾波電容器的效果。 並有效地確定這些電容器的位置及其電容值。 堅決不要使用過多的電容器，電容器也不能少！

APSIM-SPI還具有許多與奇數訊號變化和類比設計相關的功能. 我們認為當前的高速 印刷電路板板設計 must be carried out with advanced auxiliary means. SPI結合了多年的設計經驗，並集成了先進的SI和PI分析科技，以直接真實地類比 印刷電路板 板, 根據實際測試結果更接近. SPI提供了全新的調試平臺, 過渡到基於多年經驗設計的模擬環境. 大大提高了高速的一次性設計成功率 印刷電路板. SPI已逐漸成為高速鐵路最流行和必要的設計分析工具 印刷電路板設計 工程師 in the industry. SPI與其他 印刷電路板設計 行業工具. 比如Mentor Graphics, 抑揚頓挫, 墊, Protel公司,