SI仿真操作.doc

1 SI仿真介绍 信号完整性（SIGNAL INTEGRITY简称SI）是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。由于信号速率的提高，信号在板级的整个传输链路不再是集中参数，如传输线、过孔、器件封装焊盘、连接器等都要看成分布参数，这些分布参数会造成信号的延时、阻抗不匹配引起的信号反射、速率提高造成的趋肤损耗增大、PCB板材的介电损耗增大等等，这些高速效应均会给信号质量带来一系列恶化影响，如过冲、振铃、非单调性、噪声裕量减小、上升下降沿变缓、眼图恶化、抖动加大等等，最终会导致误码、系统不稳定等多种产品问题。 1.1 SI仿真内容 SI仿真分为前仿真和后仿真，主要对DDR和NAND FLASH的信号完整性进行仿真，具体内容包括过冲、振铃和眼图三方面。 过冲：过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压——对于上升沿是指最高电压而对于下降沿是指最低电压。 振荡：振荡和过冲在本质上是相同的，在一个时钟周期中,反复的出现过冲和下冲,我们就称之为振荡。振荡是电路中因为反射而产生的多余能量无法被及时吸收的结果。振荡根据表现形式可分为振铃和环绕振荡。振铃为欠阻尼振荡,而环绕振荡为过阻尼振荡。 眼图：指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。眼图的成因：由于示波器的余辉作用，扫描所得的每一个码元波形将重叠在一起，从而形成眼图。 示波器开始/停止测量的电压，如下图所示： V_high：信号的额定高电平（或最高电压）； V_high_ref：信号高电平的参考电压（80% V_high）； V_low:信号的低电平（或最低电压）； V_low_ref：信号低电平的参考电压（V_low+20%V_high）。 如图1所示： 图1 Tsu：信号建立时间； Th：信号保持时间。 信号传输时差： T_high：在眼图中信号高电平所经历的时差（如图2中菱形框中上部分实线横杠所示） T_low：在眼图中信号高电平所经历的时差（如图2中菱形框中下部分实线横杠所示） 图2 1.2 仿真工具 HyperLynx V8.0。 2 前仿真操作步骤2.1 建立一个新的 LineSim 原理图，点击工具条上的图标“New LineSim Cell-based Schematic” ，便可以建立一个新的 LineSim 原理图，或者通过菜单选择 File - New Cell-based Schematic。 2.2 选择工具条上绿色的叠层图标“Edit Stackup” ,或者通过 Setup - Stackup-Edit选项，您将看到一个 6 层板的叠层结构图以及各层和介质层的参数。双击您需要编辑的项目表格,例如双击您需要编辑的项目表格，例如介质层厚度、线宽等等，根据需要编辑顶层、底层和各个走线层、参考层以及介质层的参数，您可以分别选择 Basic、Dielectric、Metal、Z0 Planning、Custom View 进行各个项目的编辑。 2.3 在Stackup Edit 中编辑层数，选中需要编辑的层，通过Edit-Insert Above或Edit-Insert Below进行编辑，如图所示： 图 2.4 鼠标左键点击第一排的两个 IC 符号以便激活 LineSim 原理图中的驱动器和接收器IC（CELL A0 和 B0），点击连接两个 IC 之间的标准的传输线符号，就可以激活此传输线，点击RS(A0)后出现选择电阻、电容、电感的窗口，如图和图所示： 图 图 2.5 添加器件的IBIS模型库 点击菜单栏中的Models-Edit Models Library Paths，进入Set Directories窗口。在Set Directories中点击左边的Edit，进入Select Directories For IC-Model Files，点击Add后出现“浏览文件夹”的窗口，找到存放目录后进行添加，如图和图所示： 图 图 2.6 添加IBIS模型 2.6.1 用鼠标右键点击IC标号，进入Assign Model窗口，在Pins中选择需要指定模型的器件，点击右边的“Select”按钮，如图所示： 图 2.6.2 在Select IC Model窗口中，Libraries、Devices、Signal中选择需要的参数，如图所示： 图2.6.3 在原理图中右击微带线图标，进入Edit Transmission Line窗口，点击Microstrip后，再点击Values，进入微带线设置的窗口，输入相应的参数。如图和图所示： 图 图 2.6.4 过冲和振铃的仿真 2.6.4.1 点击工具