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Allegro165 PCB SI 仿真流程.pdf

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1、 Allegro PCB SI: 一步一步学会一步一步学会一步一步学会一步一步学会 前仿真前仿真前仿真前仿真 Learn Allegro PCB SI Pre-simulation Step by Step Doc Scope : Cadence 16.5 Doc Number : SFTEC12007 Author : Daniel Zhong Create Date : 2012-04-10 Rev : 1.00 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 2 / 90 Sofer Technology Co.,

2、 Ltd http:/ 目录目录目录 目录 1 Cadence Allegro PCB SI简介简介简介 简介 . 12 1.1 高速 PCB 设计流程 12 2 Allegro PCB SI的前仿真的前仿真的前仿真的前仿真 13 2.1 准备仿真模型和其他需求 13 2.1.1 获取所使用元器件的仿真模型 . 14 2.1.2 获取所使用连接器的仿真模型 . 15 2.1.3 获取所使用元器件和连接器的器件手册和用户指南等相关资料 15 2.1.4 获取所需的规范文档 15 2.1.5 了解相关电路和接口工作原理 . 15 2.1.6 提取与信号完整性相关的要求 . 15 2.1.7 预先创

3、建拓扑样本 . 16 2.1.8 预先创建相对于不同阈值电压的眼图模板 . 16 2.1.9 预先创建自定义测量 17 2.2 仿真前的规划 17 2.3 关键器件预布局 . 18 2.4 模型加载和仿真配置 . 18 2.4.1 模型的转化 19 2.4.2 使用 SI Design Setup配置 . 20 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 3 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 2.4.3 选择需要配置的信号线 21 2.4.4 设置仿真库 23 2.4.5 设

4、置电源和地网络 . 25 2.4.6 设置叠层 29 2.4.7 设置元器件类别 . 32 2.4.8 为元器件分配和创建模型 33 2.4.9 设置差分对 42 2.4.10 设置仿真参数 . 47 2.4.11 SI Design Audit相关 . 55 2.4.12 提取拓扑 57 2.4.13 在 SigXP中设置仿真库和仿真参数 59 2.4.14 在 SigXP中绘制拓扑 63 2.5 方案空间分析 73 2.5.1 输出驱动力扫描分析 76 2.5.2 Stub长度扫描分析 . 78 2.5.3 线宽线间距扫描分析 79 2.6 方案到约束规则的转化 81 2.6.1 传输线延

5、迟规则的设置 82 2.6.2 拓扑结构等传输线特性规则的设置 85 2.6.3 传输线耦合规则的设置 85 2.6.4 拓扑规则在约束管理器中的应用 . 86 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 4 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 3 Allegro PCB SI的后仿真的后仿真的后仿真的后仿真 89 表格表格表格 表格 表格 1: Routed Interconnect Models参数 . 50 表格 2: Simulation栏眉仿真参数 . 52 表格 3

6、: IO Cell Stimulus Edit窗口中的选项 73 图图图 图 图 1:传统的 PCB设计流程图 12 图 2: Allegro PCB SI高速 PCB设计流程图 13 图 3:眼图模式下的眼图模板 16 图 4:地址、命令和控制信号传输线拓扑 17 图 5: RDIMM的布局示意图 18 图 6: Model Integrity界面 19 图 7:使用 Model Integrity将 IBIS文件转换至 DML格式 20 图 8: Cadence Product Choices产品选择器窗口 21 图 9: Allegro PCB SI GXL界面 . 22 图 10: S

7、etup Category Selection窗口 22 图 11: Setup Xnet Selection窗口 22 图 12: Allegro PCB SI GXL关于网络设置的提醒框 . 23 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 5 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 图 13: Setup Library Search Directories窗口 24 图 14: Setup Library File Extensions窗口 . 24 图 15: Setup

8、 Working Libraries窗口 . 24 图 16: Setup Power and Ground Nets窗口 . 25 图 17: Allegro PCB SI GXL电压赋值窗口 . 26 图 18:选择“ Edit Voltage On Any Net In Design” 26 图 19: Identify DC Nets窗口。 27 图 20: Allegro PCB SI GXL关于电源和地网络的提醒框 . 27 图 21:设置电源和地网络环节的 SI Design Audit窗口 . 28 图 22: Select Errors to be Resolved窗口自动修

9、复 VTT问题 . 28 图 23: Change Pin Use of a Pin窗口 . 29 图 24:选中管脚后的 Change Pin Use of a Pin窗口 . 29 图 25: Setup Design Cross-Section窗口 30 图 26: JEDEC规范中的 RDIMM RC B0叠层 . 31 图 27: Layout Cross Section窗口 31 图 28: SI Design Audit窗口提示不合理的介电常数 32 图 29: Setup Component Classes窗口 . 33 图 30: Assign Values to Discr

10、ete Components窗口 34 图 31: Allegro PCB SI GXL分立元件赋值对话框 34 图 32: Assign Models to Components窗口 . 35 图 33: SI Model Browser窗口的 DML Models栏眉 . 36 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 6 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 图 34: Create Espice Device Model窗口 37 图 35:在 Create IBIS

11、Device Model窗口中创建金手指模型 . 37 图 36:在 Create IBIS Device Model窗口中创建 SPD模型 . 38 图 37: SI Design Audit窗口提示丢失的模型 . 38 图 38: Select Errors to be Resolved窗口自动修复模型丢失问题 . 39 图 39: Signal Model Assignment窗口 . 40 图 40: SI Model Browser窗口中分配 IBIS文件 41 图 41: SI Model Browser窗口中分配 IBIS器件 42 图 42: Setup Diff Pairs窗

12、口 43 图 43: Setup Diff Pairs窗口中显示问题差分对 . 44 图 44: Change Diff Pair to be Defined by a Model窗口 . 45 图 45: Change Diff Pair to be Defined by a Model窗口 . 45 图 46:在 SI Model Brower窗口中编辑 IBIS器件 . 46 图 47:在 IBIS Device Model Editor窗口中选择管脚 46 图 48: IBIS Device Pin Data窗口 47 图 49: IBIS Device Pin Data窗口中修改数据

13、 47 图 50: Setup SI Simulations窗口 48 图 51: Setup Complete窗口 48 图 52: Analysis Preferences窗口 DevicesModels栏眉 49 图 53: Analysis Preferences窗口 InterconectModels栏眉 49 图 54: EMS2D Preferences对话框 . 50 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 7 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 图 55:

14、 Via Model Extraction Setup窗口 51 图 56: Analysis Preferences窗口 Simulation栏眉 . 51 图 57: Analysis Preferences窗口 S-Parameters栏眉 . 51 图 58: Set Advanced Measurement Parameters对话框 . 52 图 59: Fast/Typical/Slow Simulations Definition窗口 53 图 60: Analysis Preferences窗口 Units栏眉 53 图 61: Analysis Preferences窗口

15、EMI栏眉 53 图 62: Analysis Preferences窗口 Power Integrity栏眉 54 图 63: SI Design Audit窗口审核项目选择界面 55 图 64: SI Design Audit窗口网络选择界面 . 56 图 65: SI Design Audit窗口审核错误显示界面 56 图 66: RDIMM上的预布线 57 图 67:选择 SI用户界面 57 图 68:过滤器 . 57 图 69:查看拓扑 . 57 图 70: SigXplorer界面中显示网络拓扑 . 58 图 71:在 Signal Analysis窗口选择网络提取拓扑 58 图

16、72: Cadence Products Choices窗口 59 图 73: SI Model Browser窗口 60 图 74: Set Model Search Path窗口 . 60 图 75: DML Library Management窗口 60 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 8 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 图 76: SI Model Browser窗口转换 IBIS . 60 图 77: LayerStack Manager窗口 61 图

17、 78:导入叠层 . 61 图 79:选择来源文件 61 图 80:命名叠层 . 61 图 81: Layout Cross Section窗口显示默认 6层板叠层 62 图 82: Pulse Stimulus栏眉 62 图 83: S-Parameters栏眉 62 图 84: Simulation Paremeters栏眉 . 63 图 85: Simulation Modes栏眉 63 图 86: Measurement Modes栏眉 . 63 图 87: EMI栏眉 . 63 图 88: Add Element Browser窗口中选择 IbisDevice 64 图 89: Ad

18、d Element Browser窗口中选择寄存器芯片 64 图 90: Select IBIS Device Pin窗口中选择缓冲器模型 . 65 图 91:在 SigXplorer窗口中摆放缓冲器模型 . 65 图 92:在 SigXplorer窗口中摆放电源模型 . 66 图 93:在 SigXplorer窗口中摆放传输线模型 . 66 图 94:在 SigXplorer窗口中摆放过孔模型 . 67 图 95:在 SigXplorer窗口中电源参数值 . 67 图 96:在 SigXplorer窗口中修改电阻阻值 . 68 Copyright 2005-2011 by Shanghai

19、Sofer Technology Co., Ltd. P 9 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 图 97: View Trace Model Parameters窗口显示传输线参数 . 68 图 98:在 SigXplorer窗口中修改传输线参数 . 69 图 99:在 SigXplorer窗口中修改传输线所在层面 69 图 100:在 SigXplorer窗口中拷贝传输线模型 70 图 101:在 SigXplorer窗口中拷贝和移动模型 70 图 102:在 SigXplorer窗口中连接模型绘制拓扑 71 图 103:在 SigXplorer窗口

20、中设置驱动器状态 71 图 104:在 IO Cell Stimulus Edit窗口中设置伪随机码激励 . 72 图 105:在 SigXplorer窗口中选择测量 . 73 图 106:最前端正面接收器眼图波形 74 图 107:最前端背面接收器眼图波形 74 图 108:次前端正面接收器眼图波形 75 图 109:次前端背面接收器眼图波形 75 图 110:中部正面接收器眼图波形 75 图 111:中部背面接收器眼图波形 75 图 112:次末端正面接收器眼图波形 75 图 113:次末端背面接收器眼图波形 75 图 114:最末端正面接收器眼图波形 75 图 115:最末端背面接收器眼

21、图波形 75 图 116: Set Buffer Parameter: buffer Model窗口 . 76 图 117: Sweep Sampling窗口 . 77 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 10 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 图 118:不同驱动力下的最前端芯片波形 . 77 图 119:不同驱动力下的次前端芯片波形 . 77 图 120:不同驱动力下的中部芯片波形 . 77 图 121:不同驱动力下的次末端芯片波形 . 77 图 122:不同驱动

22、力下的最末端芯片波形 . 77 图 123: Parameters栏修改传输线长度 . 78 图 124:在 Set Parameter窗口输入多个参数值 . 78 图 125:在 Set Parameter窗口的 Expression栏设定变量参数值 . 79 图 126: Stub线长对波形的影响 . 79 图 127:串扰分析拓扑 . 80 图 128:串扰对波形的影响 4mil线宽, 8mil线距,弱驱动 80 图 129:串扰对波形的影响 5mil线宽, 7mil线距,弱驱动 81 图 130:串扰对波形的影响 5mil线宽, 7mil线距,强驱动 81 图 131: JEDEC规范

23、中地址类信号拓扑 . 82 图 132: JEDEC规范中地址类信号的线长要求 82 图 133:转换拓扑成为 Constraint Manager约束管理器认可的规则拓扑 . 83 图 134:整理后的地址信号规则拓扑 83 图 135: Set Topology Constraints窗口的 Prop Delay栏眉 84 图 136: Prop Delay栏眉下输入绝对延迟规则 84 图 137: Set Topology Constraints窗口的 Rel Prop Delay栏眉 84 图 138: Rel Prop Delay栏眉下输入相对延迟规则 84 Copyright 20

24、05-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 11 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 图 139: Set Topology Constraints窗口的 Wiring栏眉 85 图 140: Wiring栏眉修改拓扑规则 . 85 图 141: Set Topology Constraints窗口的 Max Parallel栏眉 86 图 142: Set Topology Constraints窗口的 Signal Integrity栏眉 86 图 143: Allegro Constraint

25、Manger中导入规则拓扑 87 图 144:导入 LA_CSets.top规则拓扑 . 87 图 145: Electrical栏 Electrical Constraint Set目录下出现导入的 LA_CSETS规则 . 88 图 146: Analysis Modes窗口 Electrical Modes栏选择 DRC模式 88 Copyright 20051 Cadence Allegro PCB SIAllegro PCB SI是 Cadence SPB套完善、 成熟而强大的分析和仿真方案动的高速 PCB设计流程。 信号完整性和电源完整性的仿真按照在这个设计流程中所处的阶段可以分为

26、前仿真和后仿真Allegro PCB SI在前仿真阶段基本的设计流程和操作步骤1.1 高速高速高速 高速 PCB设计流程设计流程设计流程设计流程 传统的 PCB设计流程如下图所示而引入的 Allegro PCB SI仿真工具后的设计流程改进为-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd.P 12 / 90 Sofer Technology Co.简介简介简介 简介 系列 EDA工具之一, 针对电路板级的信号完整性和电源完整性提供了一整成熟而强大的分析和仿真方案 ,并且和 Cadence SPB的其他工具一起, 实现了从前端到后端信号完整性和电源完整性的

27、仿真按照在这个设计流程中所处的阶段可以分为前仿真和后仿真在前仿真阶段基本的设计流程和操作步骤 ,并重点介绍其中的 配置和模型加载环节设计流程如下图所示 : 图 1:传统的PCB设计流程图 仿真工具后的设计流程改进为 : , Ltd http:/ 针对电路板级的信号完整性和电源完整性提供了一整实现了从前端到后端 、约束驱信号完整性和电源完整性的仿真按照在这个设计流程中所处的阶段可以分为前仿真和后仿真 ,本文会介绍配置和模型加载环节 。 Copyright 2005图2 Allegro PCB SI的前仿真的前仿真的前仿真的前仿真前仿真,顾名思义, 就是布局或布线前的仿真在众多的影响因素中,找到可

28、行的 、事:其一是找到解决方案; 其二是将解决方案转化成规则指导和控制设计一般而言, 我们可以通过前仿真确认器件的匹配元件的位置和元件值, 传输线的拓扑结构和分段长度等使用 Allegro PCB SI进行 前仿真的基本流程如下 准备仿真模型和其他需求 仿真前的规划 关键器件预布局 模型加载和仿真配置 方案空间分析 方案到约束规则的转化 2.1 准备仿真模型和其他需求准备仿真模型和其他需求准备仿真模型和其他需求准备仿真模型和其他需求在本阶段,我们需要为使用 Allegro PCB SI-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd.P 13 / 90 S

29、ofer Technology Co.图 2:Allegro PCB SI高速PCB设计流程图 的前仿真的前仿真的前仿真的前仿真 就是布局或布线前的仿真 ,是以优化信号质量、 避免信号完整性和电源完整性为目的、 乃至最优化的解决方案的分析和仿真过程。 简单的说其二是将解决方案转化成规则指导和控制设计 。 我们可以通过前仿真确认器件的 IO特性参数乃至型号的选择, 传输线的阻抗乃至电路板的叠层传输线的拓扑结构和分段长度等 。 前仿真的基本流程如下 : 准备仿真模型和其他需求 准备仿真模型和其他需求准备仿真模型和其他需求准备仿真模型和其他需求准备仿真模型和其他需求 进行前仿真做如下准备工作: ,

30、Ltd http:/ 避免信号完整性和电源完整性为目的 ,简单的说 ,前仿真要做到两件传输线的阻抗乃至电路板的叠层 ,Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 14 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 获取所使用元器件的仿真模型 获取所使用连接器的仿真模型 获取所使用元器件和连接器的器件手册和用户指南等相关资料 获取所需的规范文档 了解相关电路和接口工作原理 从上述文档资料中提取与信号完整性相关的要求 当需要时,预先创建拓扑样本 当需要时,预先创建相对于不同阈值电压的眼图模板

31、 当需要时,预先创建自定义测量 下面,我们会以一个实际的电路板为例,介绍前仿真在 Allegro PCB SI 16.5中的具体执行过程。 案例电路板: DDR3带寄存器内存条( RDIMM) B0公版,其原理图和 brd设计文件可以在 JEDEC网站上下载,下载链接为:http:/www.jedec.org/system/files/docs/design/DDR3/PC3-RDIMM_V072_RC_B0_20090713.zip。 编者注编者注编者注编者注: : :以上链接需要在 以上链接需要在以上链接需要在以上链接需要在 JEDEC网站注册成功后才能下载网站注册成功后才能下载网站注册成

32、功后才能下载网站注册成功后才能下载。 。 。 对于 DDR3内存条,它的分类有多种, RDIMM、 UDIMM、 SODIMM、 MicroDIMM等;每一种类型又根据配置的不同(主要是所使用的内存芯片的数目和位宽的不同)分成多款公版( Raw Card)。分类的细节编者就不在此详述,如需了解可参阅 JEDEC相关规范或其他相关文章。 对于 RDIMM,从内存控制器发送过来的时钟和地址、命令、控制信号都会先经过内存条上的寄存器寄存,然后再发送到内存芯片。所以在 RDIMM内存条上,寄存器和内存芯片上的时钟和地址、命令、控制信号就构成了一个时域系统。在本文中,我们将针对这个时域系统进行仿真和分析

33、。而对于数据类信号(数据、数据选通和数据掩码),需要通过金手指、内存插槽、主板上的信号线和内存控制器相连,文本将忽略对其的仿真和分析。 根据上文所述,本文中我们只关心寄存器和内存芯片的地址、命令、控制和时钟信号的时域系统,所以模型文件和文档资料也只需要准备与这部分系统相关的即可。 2.1.1 获取所使用元器件的仿真模型获取所使用元器件的仿真模型获取所使用元器件的仿真模型获取所使用元器件的仿真模型 DDR3的寄存器多数由 TI或 IDT提供,但 TI或 IDT并没有在其公司网站上公开提供 IBIS或 Hspice仿真模型,我们可以向 TI或 IDT询问索要寄存器的 IBIS模型;而内存芯片的 I

34、BIS模型可以在 Samsung、 Micron、 Hynix、 Elpida等公司的网站上找到,各个厂商的模型虽然在参数曲线上有少许区别,但其特性都符合 JEDEC的 DDR3规范,都可在 RDIMM设计上使用,我们选择一个类型相符(位宽、容量、管脚数目、堆叠与否)的即可。 这里,我们可以在 Micron网站上下载以下 EBD模型,由于其本身的配置和 RDIMM的 B0公版一致(应该就是使用公版设计生产的),所以我们可以从下载到的 EBD压缩包中解压得到所需的寄存器和内存芯片模型。 http:/ 下载得到 MT18JDF51272PDZ-1G6M1_ebd.zip,在压缩包中可解压找到 EA

35、32882_1p6.ibs和 v78d.ibs两个文件,依次是寄存器和内存芯片的 IBIS仿真模型。 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 15 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 2.1.2 获取所使用连接器的仿真模型获取所使用连接器的仿真模型获取所使用连接器的仿真模型获取所使用连接器的仿真模型 本案例中,不执行通过内存金手指、内存插槽和主板相连的信号的仿真分析,所以相关金手指和插槽的模型忽略。 2.1.3 获取所使用元器件和连接器的器件手册和用户指南等相关资料获取所使

36、用元器件和连接器的器件手册和用户指南等相关资料获取所使用元器件和连接器的器件手册和用户指南等相关资料获取所使用元器件和连接器的器件手册和用户指南等相关资料 TI寄存器的 datasheet下载链接如下: http:/ IDT寄存器的 datasheet下载链接如下: http:/ Micron内存芯片的 datasheet下载链接如下: http:/ 2.1.4 获取所需的规范文档获取所需的规范文档获取所需的规范文档获取所需的规范文档 DDR3 SDRAM规范可以在 JEDEC网站如下网页下载: http:/www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD

37、79-3E.pdf DDR3 RDIMM RC B设计规范可以在 JEDEC网站如下网页下载: http:/www.jedec.org/sites/default/files/docs/4_20_20_AnnexBR21.pdf DDR3 SSTE32882寄存器规范可以在 JEDEC网站如下网页下载: http:/www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD82-29A_0.pdf 编者注编者注编者注编者注: : :以上链接都 以上链接都以上链接都以上链接都需要在 需要在需要在需要在 JEDEC网站注册成功后才能下载网站注册成功后才能下载网站注册成功

38、后才能下载网站注册成功后才能下载。 。 。 2.1.5 了解相关电路和接口工作原理了解相关电路和接口工作原理了解相关电路和接口工作原理了解相关电路和接口工作原理 做仿真分析前,了解相关电路和接口的原理是必须的。但介绍 DDR3 RDIMM工作原理和 DDR3接口规范等内容不在本文范畴内,本小节忽略。 2.1.6 提取与信号完整性相关的要求提取与信号完整性相关的要求提取与信号完整性相关的要求提取与信号完整性相关的要求 这一环节,简而言之,就是从元器件手册和相关规范中找到与信号完整性相关的要求,例如建立时间、保持时间、变化沿斜率范围、最大过冲电压、最小下冲电压等等,从而通过仿真分析找到符合这些要求

39、或参数的解决方案。相关的参数要求当需要时,会在下文介绍仿真执行时给出,这里不再详述。 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 16 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 2.1.7 预预预 预先创建拓扑样本 先创建拓扑样本先创建拓扑样本先创建拓扑样本 预先创建拓扑样本这一环节,就是在 Cadence SigXP中手动创建相关信号线的拓扑,供之后执行假设分析( What-if)和参数扫描仿真使用。此环节不是必需,一般只出现在简单拓扑或拓扑结构已确定的信号线上,更多的情况下,常常

40、是在空白的电路板上执行关键器件预布局后,通过初略预布线的方式连接信号线,然后在Allegro PCB SI中提取此信号线的拓扑进入到 SigXP中进行仿真,这样对于多负载的负载拓扑而言更为方便一些。 本文会在下面的章节中介绍如何在 SigXP中手动创建信号线拓扑,以及如何配置 brd设计文件以提取信号线拓扑进入到 SigXP中。 2.1.8 预先创建相对于不同阈值电压的眼图模板预先创建相对于不同阈值电压的眼图模板预先创建相对于不同阈值电压的眼图模板预先创建相对于不同阈值电压的眼图模板 眼图模板是显示在 Cadence SigWave波形显示器中眼图模式下的图案,用于辅助确认信号眼图的质量。 图

41、 3:眼图模式下的眼图模板 在本环节中,我们可以依据信号阈值电压、建立和保持时间等参数预先创建信号的眼图模板,供信号分析时使用。关于如何创建和编辑信号的眼图模板,笔者将另文介绍,本文不再详述。 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 17 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 2.1.9 预先创建自定义测量预先创建自定义测量预先创建自定义测量预先创建自定义测量 在 SigXP中, Cadence提供了众多的默认测量,包括信号飞行时间、解决时间、传输延迟、单调性、最大过冲电压、

42、最小下冲电压、眼图眼睛高度、眼图眼睛宽度等等。但对于一些更复杂更细节的测量要求,就需要通过自定义测量来实现了,例如过冲面积、下冲面积、变化沿斜率、建立时间、保持时间等等。 自定义测量是 Cadence为 SigXP提供的一个接口,让用户可以通过对话框形式或文本形式在一定的语法格式下编辑所需的自动测量,然后可以在 SigXP调用并将测量所得值显示在结果中。关于如何创建和编辑自定义测量,笔者将另文介绍,本文不再详述。 2.2 仿真前的规划仿真前的规划仿真前的规划仿真前的规划 由于前仿真的主要目的就是在众多的待定参数中找到适宜的解决方案,所以常常不得不采用耗时耗力的假设分析和参数扫描的方式执行,这也

43、就意味着,不确定的因素越多,所需执行的扫描仿真次数也就越多,执行仿真所需的时间也就越长。因此在执行仿真前,我们常常需要通过通过各种方式去减少不确定的因素,或是缩小不确定的范围。这基本上就是在仿真前的规划这一环节所需要完成的事情。 在本环节,我们常常可以通过芯片手册、用户指南和信号规范,以及所设计系统的具体情况,乃至自己和他人的经验,去对一些待定因素做出一些取舍。 例如本案例中,假定并没有 JEDEC给出的设计规范,我们还未知道地址、命令、控制和时钟信号需要走 Fly-by拓扑,那我们就有可能需要仿真平衡 T型拓扑时信号的情况,这可能会带来两倍的仿真时间。 图 4:地址、命令和控制信号传输线拓扑

44、 又例如按照板子的尺寸情况,我们确认了要完成布线至少需要 6层板,而传输线密度又决定了传输线宽度不能大于 5mil,板厂生产工艺方面又限制了线宽不能小于 4mil,再依据板厚和可能的叠层方案我们可以知道内层传输线的阻抗范围只能在 50 75ohm之间,这样我们仿真时就不需要再扫描此范围之外的阻抗。 再例如依据布局和布线空间,当采用 Fly-by拓扑时,寄存器到第一个内存芯片的传输线长度的范围,每两个内存芯片的传输线长度的范围也可以大致确定,芯片的尺寸决定了传输线不能太短,布线空间决定了传输线不能太长。 以上种种,只是列举了少量我们为缩小扫描仿真的范围和次数所作的努力,实际设计中,还可以有更多因

45、素可以通过非仿真手段进行确认,这里不再一一详述。 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 18 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 2.3 关键器件预布局关键器件预布局关键器件预布局关键器件预布局 关键器件的预布局这一环节,可以认为是在执行前仿真以前,根据之前初步的规划以及其他已确定的要求,对关键的元器件和接插件进行初略或精确的定位布局的过程。对于结构上已经固定的器件,特别是接插件,布局需要根据 MCAD工具提供的结构文件(例如 DXF)精确地定位,而对于热分析或信号完整性

46、预估所核定的器件位置,一般只是粗略地定位。 本环节在前仿真之前并不是必须的,对系统和相关信号有一定理解,并对仿真有一定经验的工程师可以直接通过手动的方式在 SigXP中创建拓扑进行仿真。 在本案例中,为了虚拟前仿真阶段的环境,我们把之前下载到的 PC3-RDIMM_V072_RC_B0_20090713.zip解压得到的 PC3-RDIMM_V072_RC_B0_20080123.brd文件在 Allegro中打开,并删除所有铜皮、铜线和过孔,另存为 Pre_simu.brd备用。 图 5:RDIMM的布局示意图 2.4 模型加载和仿真配置模型加载和仿真配置模型加载和仿真配置模型加载和仿真配置

47、 在本章节中,将会依次介绍如何在 Allegro PCB SI界面下进行模型加载和仿真配置,并提取网络拓扑进入到 SigXP界面;以及如何在 SigXP界面下手动创建拓扑。 模型的转化 使用 SI Design Setup配置 选择需要配置的信号线 设置仿真库 设置电源和地网络 设置叠层 设置元器件类别 为元器件分配和创建模型 设置差分对 设置仿真参数 SI Design Audit相关 提取拓扑 在 SigXP中设置仿真库和仿真参数 在 SigXP中绘制拓扑 Copyright 2005-2011 by Shanghai Sofer Technology Co., Ltd. P 19 / 90 Sofer Technology Co., Ltd http:/ 2.4.1 模型的转模型的转模型的转模型的转化 化化 化 信号完整性仿真大多针对由芯片 IO、传输线以及可能存在的接插件和分立元件所构成的信号网络系统,为了实现精确的仿真,仿真模型的

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