【干貨大派送】ADS 2016：8 招助您高效應(yīng)對 SI 和 PI 仿真挑戰(zhàn) —— 第 4 招

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全球領(lǐng)先的信號完整性(SIPro)和電源完整性(PIPro)解決方案,助力您更快速更準(zhǔn)確的進(jìn)行信號完整性(SI)和電源完整性(PI)仿真以及驗(yàn)證,輕松應(yīng)對 SI 和 PI 設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。

SIPro 特點(diǎn):

• 更精準(zhǔn),更快速,更大規(guī)模的運(yùn)算能力

• 集成的 EM 電磁仿真技術(shù)

• 電源感知信號完整性分析

• 信號完整性與電源完整性統(tǒng)一的工作流程

PIPro 特點(diǎn):

• 直流 IR 壓降

• 交流 PDN 阻抗

• 電源平面共振

• 去耦電容調(diào)整和電路級 VRM 建模

SIPro, PIPro 到底怎么用?有什么高招可以讓您更快地解決 SI 和 PI 的問題?讓我們?yōu)槟崂怼?

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過去,用筆記本進(jìn)行計(jì)算就已經(jīng)足夠,但現(xiàn)代設(shè)計(jì)中,一個(gè)真正的 PI-DC 仿真器需要考慮到電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)的實(shí)際物理布局以及材料的輸入,如過孔的電鍍厚度(因?yàn)檫^孔的金屬厚度對直流壓降計(jì)算有很大影響)。

在ADS 2016 中,EM 仿真器的新 PIPro 套件為此提供了完美的工具。有了專用的 PI-DC 仿真器之后,只需幾秒鐘的時(shí)間,用戶就可以看到可視化的準(zhǔn)確反饋,掌握所選電源和接地網(wǎng)絡(luò)的電壓分布情況:

設(shè)計(jì)人員希望更深入地檢查通過各個(gè)過孔的電流,并檢查具體位置(如受電芯片和 VRM 上的引腳)上的電壓和電流。這些信息很容易生成歸類的表格報(bào)告,承載過多電流的過孔可以在版圖中突出顯示以便識別?？梢灶A(yù)料的是,通過過孔的電流過大會(huì)引起可靠性問題。功耗是很重要的指標(biāo),因?yàn)樗鼤?huì)詳細(xì)說明多少功率在該位置上轉(zhuǎn)換成了熱能。在產(chǎn)品的使用周期中,過孔過熱(及斷電后的散熱)可能會(huì)導(dǎo)致過孔金屬鍍層開裂或斷裂。

進(jìn)一步看,在直流供電下,用戶通常要求設(shè)計(jì)的PDN電阻為低毫歐姆量級(例如 <100 毫歐姆)的。通過查看電流密度,找出電阻高的地方,能為如何更好地改進(jìn)設(shè)計(jì)提供直觀的見解:

電源芯片(電壓調(diào)節(jié)模塊,VRM)的布局是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,但這個(gè)布局可能不像我們想象的那么簡單。由于一個(gè) VRM 為多個(gè)受電芯片(負(fù)載)供電十分常見,VRM 上可能有一條“感應(yīng)線”,也就是從主 PDN 靠近受電負(fù)載端的反饋線。它為 VRM 提供輸出電壓水平的信息,以便對輸出電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。那么問題就變成了:

問:我如何檢查 VRM(有感應(yīng)線)是否給最遠(yuǎn)的負(fù)載芯片提供了足夠的電壓,卻沒有給最近的芯片提供太多電壓?

答:我們使用 PIPro自動(dòng)生成原理圖來獲得 PDN 的 EM-精確模型,有了 VRM 和負(fù)載芯片的電路模型,我們能對 VRM 進(jìn)行調(diào)諧,來相應(yīng)地驗(yàn)證已有的輸出電壓設(shè)置是否能滿足各負(fù)載芯片的要求。

有了 PIPro,每個(gè)高速設(shè)計(jì)人員手頭就有合適的工具,可以對潛在的電源完整性問題進(jìn)行分析。