使用DOE进行高速通道参数优化课件

使用DOE进行高速通道参数优化使用DOE进行高速通道参数优化1Electronic

Desktop中的DOE2建立高速通道仿真高速通道的DOE优化ElectronicDesktop中的DOE2建立高速通道DOEAlgorithmaddedtoElectronics

Desktop18.0支持所有Electronics

Desktop仿真项目，如HFSS，Designer,MAXWELL等DOE算法独立于仿真项目避免打开Workbench支持绝大部分DesignXplorer中的DOE功能3DOEAlgorithmaddedtoElectroDOE（Design

of

Experiment），是一种通过安排试验和分析试验数据来研究和处理多因子与多响应变量关系的一种科学方法。DOE的优势在于通过试验进行合理安排，以较小的试验规模（试验次数），较短的试验周期和较低的试验成本，考察获得理想的试验结果以及得出科学的结论。什么是DOE9个试验点的分布4Response

SurfaceDOE（DesignofExperiment），是一种通确定能够生成响应面的最小的求解点集合根据输入参数和相应面类型选择不同的DOE方法求解点集的数目取决于输入参数的个数ANSYS提供的DOE方法5确定能够生成响应面的最小的求ANSYS提供的DOE方法5响应面方法基于DOE和数学近似方法→减少仿真次数→

在进行优化之前对设计空间进行充分探索→

可以快速确定设计的可行性→

在相应面上可以直接使用多种优化算法6响应面方法基于DOE和数学近似方法6ResponseSurface

Tech响应面曲面通过拟合已经获得数据点来得每一个输出参数都可以生成一个响应面不同的拟合方法适用于不同的数据精度可控，并且可以按需改进7ResponseSurfaceTech响应面曲面通过拟合Electronic

Desktop中的DOE8建立高速通道仿真高速通道的DOE优化ElectronicDesktop中的DOE8建立高速通道一个完整的高速通道链路构成整个高速链路包括1.Pad2.封装3.Ball4.Socket (S

参数）5.过孔6.PCB

Board7.PCI

Connector8.PCI

Board如此多考虑因素组成巨大的设计空间9一个完整的高速通道链路构成整个高速链路包括9Designer中需要建立的Component类型固定的S参数支持文件变量的S参数支持长度变量的W

elementEyeDiagram

SourceEyeDiagram

Probe10Designer中需要建立的Component类型固定的S参建立支持文件变量的S参数元件点击Project->Add

Model->Add

Nport

Model，将名字改为Socket点击Multi-fileSelection,

在弹出窗口中，将Number

of

port改为12，

将Array改为$Socket_Files,

将Index改为$Socket_Files_Index,

这里的Array变量会保存所有S参数文件名，Index是作为Array变量的索引以选中具体的某个S参数文件点击Add

Files,

选中全部4个Socket的S参数文件并点击打开，可以看到File中的信息已经以变量来表示。11建立支持文件变量的S参数元件点击Project->AddM查看文件Array变量与索引Index变量在Designer左侧的项目管理树中，点击Project

Variables，查看已有的2个变量$Socket_Files是一个Array，其中存储了4个S参数文件的完整路径，$Socket是一个与$Socket_Files关联的索引变量我们仅仅需要变动$Socket_Files的值，即可实现实际关联S参数文件的改变，从而实现文件变量12查看文件Array变量与索引Index变量在Designer建立PCB

Board的W

element模型点击Tools->Import

W-element，弹出W

element导入界面因为我们共有6条Trace，所以Number

of

lines需要改为6由于不需要多个Welement文件，将Create

Text

Array

Variable前面的勾去掉点击Add

Files，选择Diff_SL_76_Ohm_20mil_Spacing.sp文件13建立PCBBoard的Welement模型点击Tools在Designer中将所有部件链接成完整通道完整的链路链接的过程中，要注意检查管脚连接关系是否正确器件属性设置是否正确14在Designer中将所有部件链接成完整通道完整的链路链接的设置Eye

Diagram

Source基本参数在项目管理器中，选择Component页，选择EYESOURCE_DIFF,这是一个差分的眼图信号源，需要设置基本属性设置包括resistance,

vlow,

vhigh,

trise,

tfall和UI15设置EyeDiagramSource基本参数在项目管理器设置Eye

Diagram

Probe的EyeMeasurementFuctionEye

Diagram

Probe的EyeMeasurementFunction可以指定需要计算眼图参数，这里，添加MinEyeHeight和MinEyeWidth作为PCIE高速通道的性能指标输出16设置EyeDiagramProbe的EyeMeasure设定Designer的仿真类型点击Analysis->Add

Nexxim

Solution

Setup->Quick

Eye

Analysis弹出Quick

Eye

Analysis的设置窗口后，使用默认设置，直接点击OK17设定Designer的仿真类型点击Analysis->Add整个高速链路设计空间包括的参数有1.2个封装各自的W

element长度（1inch-2inch）2.Socket的类型（4种）3.PCBBoard的Welement长度(4inch-16inch)4.PCI

Connector的W

element长度(2inch-6inch)如果对封装按照0.1inch作为扫描步长，Board按照0.2inch作为扫描步长，那么整个设计空间的参数组合共有11*4*61*21=56364Mission

Impossible!!!18在Designer中搭建完成的PCIE高速通道链路整个高速链路设计空间包括的参数有18在Designer中搭建Electronic

Desktop中的DOE19建立高速通道仿真高速通道的DOE优化ElectronicDesktop中的DOE19建立高速通在Project

variable和Design

variable的Optimization/DOE中勾选要包含的变量，一共有5个变量设置要进行DOE分析的变量Project

variable20Design

variable在Projectvariable和Designvaria插入DOE仿真选项在Project

tree中，选择Optimetrics->Add->Design

of

Experiment插入DOE仿真21插入DOE仿真选项插入DOE仿真21在Variable页面中设定变量类型和范围大部分变量都是连续变量，只需设定范围（Min/Max）对于离散变量(Socket所是使用的S参数标号），勾选Discrete，设定范围0-3除此之外，还支持特殊的离散类型（Manufacturable

Value）22在Variable页面中设定变量类型和范围大部分变量都是连续设定DOE类型和Response

surface生成方法DOE

Type选择Optimal

space-filling

Design23Response

surface

type选择Standard

Response

Surface

–

Full

2nd-Order

Polynomial设定DOE类型和Responsesurface生成方法DO在Setup

Calculation弹出菜单中设定Context将Context分别设定为Statistical

EyeQuickEyeAnalysisEyeMeasurement然后在结果中选择EYE下面的定义的眼高和眼宽设定眼高和眼宽为DOE的计算目标24在SetupCalculation弹出菜设定眼高和眼宽为D点击Table,可以查看到通过当前要计算的点的取值，需要仿真的总点数仅为100查看要仿真的点25点击Table,可以查看到通过当前要计算的点的取值，需要仿真响应面曲面如下所示，我们通过该曲面，找到眼高和眼宽最佳时所对应的参数同时也可以查看响应面与数据的拟合程度仿真结果26响应面曲面如下所示，我们通过该曲面，找到眼高和眼宽最佳时所对从响应面插值结果上找到眼高和眼宽性能最佳的点后，可以通过VerificationPoints添加该数据，然后点击update，让Designer进行验证，从