Sigrity仿真系列(1)--单端高速信号S参数提取

文摘   科技   2024-09-03 11:14   上海  

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从今天开始,会陆续给大家介绍PCB仿真相关的内容,对之前的《信号完整基础》做一个补充,主要涉及到Sigrity和ADS等工具,希望对大家的硬件设计起到一定的辅助作用。

首先给大家介绍最常见的PowerSI工具,本期以单端DDR信号为例,给大家介绍完整的S参数提取流程。

有不懂的,文章末尾可以添加作者微信哦。


01 Options设置

仿真前先对Options选项进行部分设置,从菜单栏“Tools-->Options-->Edit Options”进入。

信号端口阻抗和走线阻抗匹配,按需设置,通常单端信号是50ohm。


02 叠层检查

layout工程师一般会在Allegro将叠层信息整理好,厚度、材料、介电常数、损耗角正切等信息。有些仿真教程中会强调将PWR和GND平面设置为plane类型,我实际仿真下来plane和signal类型的差异不大,对结果判断的影响可以忽略。我理解将PWR和GND设置为Plane,便于算法找到合适的返回路径(个人猜测)。

再点击“View Material”可以查看并修改材料的特性,如电导率、介电常数、损耗角正切等。

在Pad stack中再对过孔进行设置,可以全选过孔,对孔铜厚度、过孔填充材料等进行设置,根据实际项目工艺选择即可。


03 选择网络

首先在右侧“Net Manger”中Disable掉所有网络,然后仅仅Enable  GND和需要仿真的网络(可以在“Net Manger”中查找,也可以直接在PCB图纸中点选)。


04 生成端口

我们这里选择手动生成,需要仿真的网络涉及两个器件,如下分别选择U12、U11,并点击Generate Ports,共生成32个端口(DQ0~DQ15)。

端口号重排序,常规做法是给同一根信号线两端进行相邻编号(可以不做修改,看个人习惯)。


05 设置仿真频率

根据器件实际的工作频率,设置扫频范围,一般设置为3倍频。扫频模式默认设置为自适应(Adaptive),可以最大限度的保证低频和高频的精度以及相对较高的仿真效率。


06 开始仿真

点击“Start Simulation”,静静等待仿真结果即可。默认出来是回波损耗的S参数。

右键选择“Channel Filter”,可以切换回损、插损和串扰仿真结果。


07 仿真结果判定

像高通、MTK等厂家的芯片规格书中一般都会对高速信号(如MIPI、USB、PCIE等)的插损和串扰等注明指标,如果规格书中未注明,可以参考如下通用标准:

对于回损(反射系数)而言,一般要求小于 0.1(-20dB);

对于插损(传输系数)而言,一般要求大于0.7(-3dB);

对于串扰(耦合系数)而言,当大于0.2(-14dB)就需要被考虑,当大于>0.5(-6dB),就一定需要整改了。


以上就是本期分享的所有内容啦,欢迎大家持续关注,更多干货正在快马加鞭地赶来。

工程师说硬件
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