高速信號(hào)完整性仿真“兵器”對(duì)決！

2016-12-10 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

有人的地方就有江湖,有江湖的地方就有幫派,有幫派就會(huì)有紛爭(zhēng),有紛爭(zhēng)才會(huì)有進(jìn)步……正是因?yàn)檫@種良性循環(huán)才促使社會(huì)不斷進(jìn)步,SI仿真的江湖里,也有如此……

Ansys, Keysight,Cadence, Mentor, Synopsys,Xpeedic等等各個(gè)江湖門派(EDA廠商)群雄紛爭(zhēng),各位江湖豪杰(SI攻城獅)引錐刺股,勤學(xué)苦練,渴望終有一天習(xí)得天下武功,所向披靡……

1Ansys

1.HFSS

江湖人稱“海飛絲”,以其3D電磁場(chǎng)仿真聞名業(yè)界多年,一直都是電磁場(chǎng)仿真領(lǐng)域的標(biāo)桿,小到電容,過孔,大到飛機(jī),輪船,它都無所不能。可以用來做頻域計(jì)算,提取S參數(shù),廣泛用來做電線設(shè)計(jì),連接器設(shè)計(jì),封裝設(shè)計(jì),PCB設(shè)計(jì)……等模擬仿真。

2. Siwave:

專注于PCB分析,做為2.5D仿真器,Siwave以其簡(jiǎn)單易用,仿真速度快,在江湖中也有一定地位?？梢杂脕碜銎矫嬷C振分析,S參數(shù)提取,PDN分析,EMI分析等等,可搭配Apache做PCB+BGA co-simulation。

3. Designer:

功能強(qiáng)大的系統(tǒng)模擬平臺(tái),分為DesignerRF和DesignerSI, 可以做EM Deisgn, 系統(tǒng)頻域和時(shí)域Channel仿真,頻域和時(shí)域電路仿真,可以直接導(dǎo)入Spice語法的電路,進(jìn)行仿真。

4. Q3D:

提取RLC參數(shù),適合electrical length ≦ l/10的應(yīng)用,如封裝設(shè)計(jì),觸控電容設(shè)計(jì)。

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2Keysight ADS

Keysight (原Agilent) 只憑一個(gè)武器ADS (Advanced Design System), 便已憑借其強(qiáng)大的功能在仿真的江湖中打下一片天地。

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ADS本來RF領(lǐng)域里面的一把利劍,而今年來,在高速設(shè)計(jì)領(lǐng)域里面可以用突飛猛進(jìn)來形容,個(gè)人覺得,ADS是近幾年在SI仿真領(lǐng)域進(jìn)步最大的仿真軟件,尤其是在Channel Simulation方面,ADS幾乎是無人能敵。

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ADS2016中,更是加入了SI+PI Co-simulation方案。

3Cadence

Cadence自從收購(gòu)了Sigrity以后,終于可以在仿真領(lǐng)域有了一席之地,而Cadence的產(chǎn)品也涵蓋了從Layout到SI,PI仿真的各個(gè)方面, Sigrity的工具以其流程化的操作按鈕,較快的仿真速度,給初學(xué)者帶來了很多方便,降低了入門門檻,受到很多英雄豪杰的歡迎,常用的軟件如下:

1. PowerSI: 在功能方面對(duì)應(yīng)Ansys Siwave, 可以方便的提取封裝和PCB的各種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)(S/Y/Z),并對(duì)復(fù)雜的空間電磁諧振問題產(chǎn)生可視化的輸出,能與當(dāng)前主流的物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫如PCB, IC封裝和系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)進(jìn)行無縫連接。對(duì)于仿真精度,Siwave和PowerSI都是已經(jīng)經(jīng)過市場(chǎng)考驗(yàn)的工具,個(gè)人認(rèn)為在5GHz以內(nèi),完全可以勝任,至于選擇Siwave還是PowerSI, 完全由個(gè)人實(shí)際情況和個(gè)人喜好決定。

2. PowerDC: 針對(duì)于當(dāng)前低壓大電流的PCB和封裝產(chǎn)品提供了全面的直流分析,并且集成了熱分析功能,實(shí)現(xiàn)電熱的混合仿真。通過PowerDC可以確保各器件端到端的電壓降裕量,進(jìn)而確保電源網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定供應(yīng)。PowerDC可以快速檢測(cè)定位電流密度超標(biāo)、溫度超標(biāo)的區(qū)域進(jìn)而降低產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)。

3. OptimizePI: 針對(duì)PCB和封裝的頻域仿真工具,通過前仿真和后仿真實(shí)現(xiàn)電容方案的選型和優(yōu)化,進(jìn)而提高系統(tǒng)或器件的性能,能夠幫助設(shè)計(jì)者綜合考慮PCB或封裝的電源分配網(wǎng)絡(luò)(PDS)去耦電容的性能和成本。

從功能上講: SIwave=PowerSI + PowerDC + OptimizePI

4. Speed2000: 時(shí)域分析工具,內(nèi)核集成了電路仿真器,傳輸線仿真器以及一個(gè)快速、專用的仿真復(fù)雜對(duì)象如多層芯片封裝、多芯片模塊,以及多層印制電路板中的電磁場(chǎng)的電磁場(chǎng)仿真器。功能方面集成了DDR Simulation, Power Ground Noise Simulation, EMI simulation, SI Metrics Check, Trace Impedance/Coupling Check, TDR/TDT simulation等等。

5. SystemSI: 時(shí)域仿真工具,分為并行仿真器和高速串行仿真器,類似于Ansys Designer和ADS Channel simulation, 個(gè)人覺得,在高速串行仿真方面,SystemSI還需要繼續(xù)改進(jìn),最起碼,對(duì)高速總線的無源通道的Mask還不能用戶編輯,用戶也不能自主更新Mask

4Synopsys

Synopsys公司的Hspice工具是PCB,IC等電子設(shè)計(jì)中最常用的仿真工具,也是目前使用最為廣泛的仿真工具,Hspice功能強(qiáng)大,可以搞定大部分電子方面的仿真設(shè)計(jì),實(shí)在是SI工程師行走江湖必備的技能之一,但是由于Hspice需要網(wǎng)表進(jìn)行仿真,使得很多入門者感到頭痛,然而想要修的上乘武功,必須從寫網(wǎng)表開始。

Hspice在高速串行仿真方面,也有其獨(dú)到之處,尤其對(duì)于類似Intel等不提供IBIS_AMI模型的芯片廠商,Hspice更是不可或缺。

5Mentor

Mentor公司的HyperLynx對(duì)應(yīng)早期Cadence公司的Sigxplorer, 但無疑HyperLynx更受市場(chǎng)歡迎,HyperLynx以工程化的SI/PI/EMC的分析環(huán)境為主要特色,操作簡(jiǎn)便,易于掌握,尤其對(duì)于低速信號(hào)的what-if仿真,非常方便快捷,對(duì)于DDR仿真,也非常方便。

6Xpeedic

Xpeedic是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的優(yōu)秀EDA廠商之一,近兩年在High Speed Solutions 仿真方面,推出了SnpExpert, ViaExpert, ChannelExpert分別針對(duì)S參數(shù)處理,三維過孔模型提取,高速鏈路設(shè)計(jì),其準(zhǔn)確度和仿真速度也是可圈可點(diǎn)。面對(duì)高手如云的SI EDA市場(chǎng),Xpeedic以點(diǎn)帶面,從點(diǎn)出發(fā),尋找市場(chǎng)的痛點(diǎn)和機(jī)會(huì),其思路還是值得稱贊的。當(dāng)然,也希望國(guó)產(chǎn)仿真軟件越來越好。