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EDA,IC设计相关技术文章如何使用SpecctraQuest工具对PCB电路板进行损耗预测

高速数据经过长PCB导线传输时很容易受到介质损耗的影响而发生畸变,靠传统的设计规则很难解决GHz频段面临的许多SI/EMI设计问题。本文介绍了通过SpecctraQuest工具给出电路板的分层设计规则和损耗预测的方法,以及用Hspice工具验证器件模型,并对去耦电容的选择和布局进行电源和地平面分析,用Maxwell 2D和3D场求解工具获得特殊布线/元件结构的精确几何参数。

随着通信系统中高速板设计复杂性的日益提高,依赖某一种特定的CAD工具已经无法在可接受的精度范围内完成整个设计仿真。PCB设计工程师和信号完整性(SI)设计工程师需要采用各种仿真工具。除了价格、性能、速度和精度始终是选择工具集的主要准则之外,如何使用来自多家EDA工具软件供应商的CAD工具来实现设计目标、SI和电磁干扰(EMI)设计规则,也是中国设计工程师关注的重要问题。一般而言,优良的设计和SI/EMI分析工具的组合应该包括:版图设计工具、板级仿真器、精确的场求解工具以及详细的仿真引擎。

本文所讨论的工具包括:Allegro和SpecctraQuest、Hspice、Spicelink和HFSS:Allegro是目前通用的版图设计工具;由于具备与Allegro相同的数据库,SpecctraQuest被用做板级仿真的主要工具,避免了数据转换的问题;Hspice是实现更精确分析的工具;Spicelink和HFSS提供2D和3D场解决方案,对各种互连几何形状进行分析(通孔、连接器等),特别是需要高频分析的时候。

为了有效地利用现有的CAD工具,要在恰当的设计阶段选用相应的工具。本文以卡和主板之间传输率为2.5Gbps到12.5Gbps的高速通信系统为案例,介绍如何正确使用多种仿真工具来解决速度达到Gbps的PCB设计问题。

用SpecctraQuest建立设计规则

如何使用SpecctraQuest工具对PCB电路板进行损耗预测

Allegro是版图设计工具,SpecctraQuest是板级仿真工具,两者组合的优势在于共享相同的庞大数据库,采用相同的仿真引擎和类似的图形用户界面。由于Allegro和SpecctraQuest进一步集成,设计工程师就能够在设计阶段同时进行版图设计和仿真。要使设计的卡和背板能传输2.5Gbps、边沿速率为100ps-200ps的串行数据信号,必须掌握在该频段的SI问题并加以有效地管理。需要了解的主要SI问题包括:趋肤效应、介质损耗、耦合以及驱动器预加重等。SpecctraQuest工具可以仿真和解决下列问题: