Altium Demo系列_信号完整性分析SI仿真.docxVIP

1 信号完整性分析 SI 仿真 Demo Altium Designer 的 SI 仿真功能，可以在原理图阶段假定 PCB 环境进行布线前预仿 真，帮助用户进行设计空间探索，也可以在 PCB 布线后按照实际设计环境进行仿 真验证，并辅以虚拟端接，参数扫描等功能，帮助用户考察和优化设计，增强设计 信心。 1. 在 Windows 下打开 SI_demo 子目录，双击打开演示案例项目 SI_demo.prjpcb，当前项目树中只有一页原理图 SI_demo.schdoc，双击 SI_demo.schdoc 打开原理图。观察到图中有 U2 和 U3 两个 IC 器件。 2. 为器件指定 IBIS 模型(如果元件库中该器件已有正确的 IBIS 模型，则可跳 过步骤 2) 通过双击器件 U2 ，弹出以下窗口： 2 点击 Add 右边的下拉箭头，选择 Signal Integrity，为器件 U2 指定 SI 仿真用 的 IBIS 模型。 在弹出的 SI 模型选择窗口中点击 Import IBIS，选择 U2 对应的 IBIS 模 型文件导入，本例中 U2 的 IBIS 模型 文件为 SI_demo 文件夹中的文件 5107_lmi.ibs，后面各窗口一直点击 OK ，直到回到原理图界面， U2 的模 型设定完成。 双击器件 U3，按照同样的步骤为 U3 指定 IBIS 模型，其对应的 IBIS 模型 文件为： edd2516akta01.ibs 3 3. 为关注的网络设定规则 通过点击主菜单下的 Place-Directives-Blanket，放置一个方框，将所关注 的网络名称框住(本例中已经框住了 LMID00-LMID15 共 16 位数据总线)。 然后同样通过 Place-Directives-PCB Layout, 放置一个 PCB Rule 规则符号， 置于方框的边界上。 4 双击 PCB Rule 符号，编辑规则的属性，在以下窗口中依次点击红色矩形标 记的按钮或填入相应的值： 5 经过以上步骤，为 LMID00-LMID15 这 16 根信号线添加了一条规则： 上升沿 overshoot 小于 300mV (本例中已经预先设置，用户只需按步骤观察确认)。 按照同样的方法，用户也可以添加类似的规则，对上升沿 undershoot，下降 沿 overshoot，下降沿 undershoot 等进行约束。 4. 进入预仿真 点击主菜单 Tools-Signal Integrity，进入 SI 仿真。系统会根据预先设定的 PCB 条件对所有存在 IBIS 模型的信号网络进行快速扫描，将结果显示在弹出 的窗口中： 6 通过点击左下角的 Menu-Setup Options 可以修改预先设定的 PCB 条件。此 处传输线特性阻抗 Track Impedance 假定为 50 欧姆，线长 Track Length 假定 为 1000mil： 还需要对 Supply Nets 和 Stimulus 进行如下设定(本例已经预设)： 7 设定完成后点击 Analyze Design ，即可按照新的设定条件仿真。 在快速扫描仿真结果显示窗口中，观察所有信号是否满足步骤 3 中设定的 PCB Rule 规则(Status 为 Passed 或 Failed)。 8 5. 如需详细观察某信号(如 LMID03)的波形，可以选中该信号然后点击右侧 的箭头，将该信号置入右侧小窗口，然后点击下方 Reflection Waveforms， 观察信号的实际波形： 9 可以看到，在当前情况下，波形十分理想，满足设计要求。此时，用户往往 想要知道，在实际 PCB 设计中，如果条件与预先设定的情况有偏差，比如 线长超过 1000mil，是否仍然能达到这样的效果，或者说线长增加到何种程 度，将会使信号恶化到不能满足要求，这就是设计空间的探索。 6. 设计空间探索 在步骤 4 中，通过改变预设的 Track Length，可以观察不同线长情况下，信 号的变化。将线长改为 10000mil ，得到以下结果： 线长改为 5000mil: 10 线长改为 3000mil: 由此可以推断， 3000mil 以内的线长是安全的，因此可以在 PCB 设计时通过 定义 PCB 规则来约束 LMID00-LMID15 这组总线的长度不超过 3000mil. 7. PCB 布线后的仿真验证 PCB 布线完成后， Altium Designer 将会根据实际 PCB 中环境进行 SI 仿真，以 验证实际的 PCB 设计是否满足要求。 11 在本例中，右键点击 project 文件 SI_demo.prj