4622.信号完整性分析应用篇

1、分析前的重要准备很想开始分析吗？我们就快开始了，但还有几件事情需要准备一下，否则得不到准确的分析结果，得到的结果也毫无意义。如果耐心是一种美德的话，那么充分的准备就是天赐之物了.1.并不是所有的网络都可以进行信号完整性的特性分析。为了成功分析所有特性，网络必须包含有一个输出管脚的ic。如果没有输出管脚提供驱动源的话，电阻、电容和电感是不能仿真的。分析双向网络时要对两个方向都进行仿真，结果显示最坏的情况。2.设计中每个组件的信号完整性模型类型必须正确。可通过信号完整性模型分配对话框进行定义。如果并不是所有组件都定义了模型，那么您就有机会在启动分析仪时使用该对话框。另外，您可以直接从原理图调整模型

2、，编辑每个组件各自的模型链接双击模型链接访问信号完整性模型对话框。对于ic组件来说，您一般要从ibis文件导入模型i/o管脚特性。altiumdesigner会读取该文件并将管脚模型导入安装的管脚模型库中。此外，该文件为组件的所有管脚都指定了适当的管脚模型。与任何仿真一样，使用到的模型一定要准确。仿真的准确度只能和使用到的模型一样。3.设计中每个供电网络的规则必须要设定。通常至少要有两种规则一个用于电源网络一个用于地网络。从pcb简单定义pcb规则和约束编辑器对话框(设计»规则)。设计项目中不存在pcb时，可指定规则，为每个要求的网络添加合适的pcb版图指令。另外，也可把这些约束条

3、件作为si设置选项的一部分指定后面有更多介绍。4.从布线板卡进行分析时，您必须确保正确定义了pcb层堆叠。信号完整性分析需要连续的电源平面层。不支持分离的电源平面层，因此要使用分配给该电源平面层的网络。如果不存在则假定其存在，所以最好添加并适当地配置它们。板卡所有层的厚度、内核和料坯也必须正确设置。这些特性以及电介值都可以在layerstackmanager对话框(design»layerstackmanager)中设置。在版图设计之前进行分析时，出于计算目的要使用具有两个内部电源平面的、缺省为两层的板卡。如果需要更多的控制，只需把一个空白的pcb文档添加到项目中，然后根据需要定义

4、层堆叠。5.虽然不要求，您可能也要定义一个信号激励设计规则pcb上的标准规则和原理图上的文档级参数。激励是待分析网络上每个输出(驱动)管脚上注入的信号。如果您想要修改缺省激励设置就可以这样做。运行信号完整性分析工具信号完整性分析工具通过在原理图或pcb上使用tools»signalintegrity菜单命令访问。如果您没有为所有组件定义模型，则分析仪会尝试猜测使用哪个模型。如果有未定义模型，则会弹出警告对话框。取决于您所感兴趣的信号分析，您可以继续分析或停下来修整一下模型定义只需点击continue或modelassignments即可。关于设置和运行信号完整性分析的详细信息，请参

5、考指南tu0113进行信号完整性分析。(设置缺省布线特性对一个项目首次运行信号完整性分析仪时，无论是否存在pcb文档，都会出现sisetupoptions对话框。使用该对话框定义trackimpedance和averagetracklength的缺省值。pcb不存在时(版图前分析)，分析仪使用这些值获得设计可能的信号完整性性能图。因此，长度值应理想地反映出板卡的尺寸。对于版图前的分析，任何时候在信号完整性面板都可以访问sisetupoptions。如果原理图上没有定义，则该对话框将包括定义supplynet和stimulus规则的标签。pcb存在时(版图前分析)，线轨阻抗仅用于不跨越pcb的网

6、络。任何已经转换的未布线网络都会使用合适的宽度/阻抗规则。线轨长度将应用于未布线网络。然而，如果您放置了组件，也可以对这些网络使用manhattan长度。一旦根据需求定义了选项/模型，则开始进行分析，显示出signalintegrity面板以后就更有趣了.最初的筛选分析信号完整性面板列出了设计中的所有网络(不包括电源网络)。分析仪对设计中的所有网络进行初始的快速分析，这称作筛选分析，结果列在面板左侧。包括:网络数据(如线轨的总长度以及网络是否布线)阻抗数据电压数据(如上升和下降电压)定时数据(如飞行数据).右键单击show/hidecolumns子菜单可决定面板上显示哪个数据。默认情况下只显示

7、上升电压和下降电压。这是判断哪个网络最有问题的最佳特性。详细的反射分析作为分析工具的一部分，信号完整性分析带有反射模拟器。模拟器通过来自pcb或指定的缺省布线特性和层信息，以及相应的驱动和接收i/o缓冲模型来计算网络节点电压。一个二维现场解析器会自动计算传输线的电气特性。建模时假定dc路径损失可以忽略不计。可仿真一个或多个网络。需要注意的是当要分析的网络增加时，分析时间也会大量增加。点击反射按钮开始分析。串扰分析细节信号完整性分析仪具有专门的串话仿真器，可分析耦合网络间的干扰。请注意只能从pcb进行串话分析，因为布线网络需要这种类型的分析。进行串话分析时一般要考虑2个或3个网络通常是一个网络及

8、其相邻的两个。信号完整性面板可快速判定哪个网络与您选定的网络耦合。这种功能查找耦合网络对找出哪些网络可能发生串扰十分理想。根据定义的耦合选项分析pcb且确定并行运行的线轨十分关键。快速找出与特定问题网络相耦合的网络。仿真器可指定受害者或入侵者网络。如果要分析一个网络受到其相邻网络的干扰，则只需将其指定为受害者网络即可。如果要分析一个网络对其耦合网络的干扰，将其指定为入侵者即可。单击串话按钮开始分析。显示分析结果分析进行时会生成一个仿真数据文件(*.sdf)并在simulationdataeditor的波形显示窗口显示分析结果显示在simulationdataeditor中。在反射分析上，sdf

9、文件包括每个分析网络的图表，该网络中每个管脚状态的波形(点状)图。串话分析表的数据显示和反射分析表的显示同样重要。唯一区别是这种分析类型只有一个单个的图表，每个被分析网络的每个管脚都有绘图显示。更多有关分析波形的信息，请参考应用注释ap0106使用simdataeditor.平衡传输线阻抗在信号完整性方面成功设计的关键是在载入的时候就获得较好的信号质量。这在理想情况下意味着零反射(无振铃)。在现实中不可能总是有零反射，但振铃的级别可以通过终结减小到设计可接受的范围。信号完整性分析仪具有terminationadvisor，可通过signalintegrity面板进入，在您定义的网络位置插入虚拟

10、终端。这样您就可以自由测试各种终端类型，无须对板卡作出物理改动。尝试各种虚拟终端和数值进行阻抗匹配，减少反射和串扰。共有8种不同的终端类型可用，包括缺省的没有终端情况。在反射和串扰分析时可激活多个终端类型每种都有独立的波形集。您可以决定把最好的终端添加到设计中，获得传输线的最佳信号质量，从而把反射降低到可接受的水平。也可使用终端组件值的扫描范围进行分析。激活performsweep选项并指定扫描步骤的次数。比如，如果指定为2，则第一次分析通过使用该组件指定的最小值，第二次使用最大值。尝试各种虚拟终端和数值进行阻抗匹配，减少反射和串扰。共有8种不同的终端类型可用，包括缺省的没有终端情况。在反射和

11、串扰分析时可激活多个终端类型每种都有独立的波形集。您可以决定把最好的终端添加到设计中，获得传输线的最佳信号质量，从而把反射降低到可接受的水平。也可使用终端组件值的扫描范围进行分析。激活performsweep选项并指定扫描步骤的次数。比如，如果指定为2，则第一次分析通过使用该组件指定的最小值，第二次使用最大值。一旦找到期望的终端类型，则可以直接将其放置在原理图上。可完全控制使用哪个库组件、是放在所有可用管脚还是只放在选定管脚上、以及该组件的准确值。您只需把附加终端电路和相关管脚连接起来即可。如果在版图设计前进行分析，则工作就更简单了，您无需与现有可能是密集布线的pcb进行再次同步。阻抗控制的布

12、线现在有了奢侈品反射由不匹配的阻抗导致。目前为止我们都在讨论在组件管脚级别解决阻抗不匹配问题，添加合适的终端，使接收管脚的阻抗更好地匹配驱动管脚的阻抗。如果真实的传输线板卡上的布线线轨也能给出所需的阻抗不是更好吗？没问题，altiumdesigner可以做到。altiumdesigner的pcbeditor可指定要求的阻抗，通过计算每层所需的布线宽度来实现这一目的。在pcbrules和constraintseditor对话框中定义routingwidth设计规则时激活characteristicimpedancedrivenwidth选项，然后输入所需的最小/偏好/最大阻抗。这些会自动转换为每

13、个单层的宽度，匹配用户定义的物理层属性。注:通过formulaeditor对话框中定义的公式来计算阻抗，该对话框通过layerstackmanager对话框(design»layerstackmanager)进入使用。反射由不匹配的阻抗导致。目前为止我们都在讨论在组件管脚级别解决阻抗不匹配问题，添加合适的终端，使接收管脚的阻抗更好地匹配驱动管脚的阻抗。如果真实的传输线板卡上的布线线轨也能给出所需的阻抗不是更好吗？没问题，altiumdesigner可以做到。altiumdesigner的pcbeditor可指定要求的阻抗，通过计算每层所需的布线宽度来实现这一目的。在pcbrules

14、和constraintseditor对话框中定义routingwidth设计规则时激活characteristicimpedancedrivenwidth选项，然后输入所需的最小/偏好/最大阻抗。这些会自动转换为每个单层的宽度，匹配用户定义的物理层属性。注:通过formulaeditor对话框中定义的公式来计算阻抗，该对话框通过layerstackmanager对话框(design»layerstackmanager)进入使用。指定最小、偏好和最大阻抗需求后，每个单层的布线宽带会计算出来。更多信息请参考应用注释ap0107阻抗控制的布线。将信号完整性集成进标准的板卡设计流中在生成制造输出前，您一定要(也是虔诚地)运行最终的设计规则检查(drc)。作为batchdrc的一部分，altiumdesigner的pcbe