SPEED2000高级应用

SigrityConfidential.PleasedonotdistributewithoutSigrityapproval.2010-06-21Sigrity时域分析时域分析时域分析时域分析（（（（SPEED2000））））高级应用高级应用高级应用高级应用2SigrityConfidentialAgenda1.不含IBIS模型的时域仿真2.含IBIS模型的时域仿真，方法1：直接IBIS映射3.含IBIS模型的时域仿真，方法2：BElement映射4.常见问题3SigrityConfidential1不含不含不含不含IBIS模型的时域仿真模型的时域仿真模型的时域仿真模型的时域仿真4SigrityConfidentialPCB布线文件翻译布线文件翻译布线文件翻译布线文件翻译（（（（CadenceAllegro））））1.使用Translator转换器将demo_PCB.brd翻译成Sigrity工具能使用的demo.spd模型。2.点击Settings按钮然后进入TranslatorOptions菜单了解(但不要改变)默认选项3.点击NetSelection菜单，Netselection窗口中列出了所有的网络4.点击Translate5.打开SpdGen，调入demo.spd5SigrityConfidential编辑叠层信息编辑叠层信息编辑叠层信息编辑叠层信息
点击CheckStackup进入叠层编辑器
1：添加SM_bot阻焊层；2：将Unit设为mil；
3：将介电常数设为4.3；4：将介质损耗设为0.02







6SigrityConfidential选择网络选择网络选择网络选择网络1.点击PrepareNets进入网络管理器2.将VCC颜色改为“大红”，将GND颜色改为“深绿”3.并通过右键的ClassifyAsPowerNets或AsGroundNets将电源和地网络正确分类4.关闭所有的信号网络，只激活D2,D3和D4三个信号7SigrityConfidential设置耦合设置耦合设置耦合设置耦合1.点击CoupledLines设置走线间的耦合设置走线间的耦合设置走线间的耦合设置走线间的耦合，尤其对于多线平行、间距很近时，线与线之间的耦合较大，默认是不考虑耦合2.设置走线耦合时默认的耦合系数为5％，当然如果希望考虑更微小的能量耦合，还可以将耦合系数设的更小，如1％或更小3.其中近端耦合（NEXT）的大小将直接与%Coupling相比，而远端耦合（FEXT）的电长度由RiseTime决定4.点击CoupledLinesReport，你可以看到耦合的详细信息，包括哪些线之间超过耦合门限，耦合长度，耦合百分比以及耦合的电参数5.点击CreateCircuitModel，则会在当前目录下生成一个文件夹CPL_CKT_Model，其中包含GCPL01.ckt文件，里面包含的是2根耦合线D3和D4的W-element子电路，还可以把这个W-element模型用于其他仿真器的仿真8SigrityConfidential设置激励设置激励设置激励设置激励，，，，IBIS和和和和VRM模型模型模型模型1.点击ImportStimulus，GenerateAutoIBISConnection或者SetupVRM都将进入电路/链接管理器2.第1部分表示器件模型的三种常见状态：激活并生效，激活不生效，不激活，可通过右键来改变其状态3.第2部分表示器件模型的管脚连接情况，可Link或Unlink器件的物理连接4.第3部分表示器件模型的具体定义，可通过Edit来编辑







9SigrityConfidential设置激励设置激励设置激励设置激励（（（（1））））定义周期信号定义周期信号定义周期信号定义周期信号，，，，无无无无IBIS点击管理器窗口中的NewNewCircuitModelDefinition，建立PartialCircuit模型，分别建立2种常见的100MHz周期信号的数学定义一种为digitalramp波形，另一种为pulse波形10SigrityConfidential周期信号周期信号周期信号周期信号，，，，digital_rampNote:参照参照参照参照spd_file_format_RG.pdf11SigrityConfidential周期信号周期信号周期信号周期信号，，，，pulseNote:参照参照参照参照spd_file_format_RG.pdf12SigrityConfidential设置激励设置激励设置激励设置激励（（（（2））））定义定义定义定义PRBS伪随机序列伪随机序列伪随机序列伪随机序列，，，，无无无无IBIS点击管理器窗口中的NewNewCircuitModelDefinition，分别建立2种常见的PRBS伪随机序列的数学定义一种为PRBS参数波形，另一种为PRBS文件波形13SigrityConfidential设置激励设置激励设置激励设置激励（（（（3））））定义外部电路定义外部电路定义外部电路定义外部电路点击管理器窗口中的NewNewCircuit，建立外部电路CircuitName可与模型名称相同，也可不同定义好的外部电路需要与PCB的物理结构相挂接后才能最后生效14SigrityConfidential设置激励设置激励设置激励设置激励（（（（4））））模型的挂接模型的挂接模型的挂接模型的挂接，，，，建立发送端模型建立发送端模型建立发送端模型建立发送端模型右键点击U17的D2管脚，将它与TX1_digitalramp_100MHz的外部节点nd_in相连；同理右键点击D2旁边的GND管脚，将它与外部节点gnd相连这样将电路TX1_digitalramp_100MHz作为发送端15SigrityConfidential设置激励设置激励设置激励设置激励（（（（5））））建立接收端模型建立接收端模型建立接收端模型建立接收端模型新建Rterm_50的电路模型，为一个50ohm的端接电阻把它与U9的D2管脚和GND管脚相连，作为接收端16SigrityConfidential设置设置设置设置VRM新建VRM_1P5的电路模型，为一个5V的理想电源把它接在PCB底层J1器件的VCC和GND之间，作为VRM供电模块17SigrityConfidential设置仿真时间设置仿真时间设置仿真时间设置仿真时间1.在设置完信号线的发送端和接收端模型后，就可以设置瞬态分析的仿真时间了。2.对于全封装的IBIS模型，可以自动附模型，关于这部分应用在后续内容中会再次提到。3.在Transient的设置界面中，Time为总的仿真时间，在通常的周期信号仿真中，设为3-4个周期的时间；如果是PRBS的伪随机信号仿真，则一般要设成几十甚至几百个周期。4.Enableidealpower-groundmode为理想电源地模式，仿真将不考虑电源和地网络的影响18SigrityConfidential设置电压设置电压设置电压设置电压/电流观测点电流观测点电流观测点电流观测点1.接下来要设置电压或电流的观测点，本练习先只设置电压观测点，电流观测点的设法类似2.将电压观测点分别设在Tx1_digitalramp_100MHz和Rterm_50这2个电路模型上19SigrityConfidential设置网格设置网格设置网格设置网格1.接下来要设置网格，在Mesh对话框中点击AutomaticallyGenerateMesh，将由SpdGen自动根据PCB的实际大小来设置网格的密度2.该操作会克服人工设置网格的很多缺点，同时会自动开启Detectandmodelthenarrowshapes等重要选项，推荐对于任何PCB的时域仿真均执行该操作20SigrityConfidential查错查错查错查错，，，，保存与运行保存与运行保存与运行保存与运行1.点击ErrorCheckandWarning，进行仿真设置的查错2.点击工具栏中的保存按钮，将之前所有的设置进行保存3.点击StartSimulation，启动Spdsim开始进行仿真







21SigrityConfidential检查仿真结果检查仿真结果检查仿真结果检查仿真结果
根据定义TX_digital_ramp_100MHz的定义，其幅度0～1V，pattern为(0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,0,0,1,1,1,1,0,1,0,0,0,0,1)
40ns包含前4个码型，分别为0110，与数学模型的定义相吻合，因此仿真结果是合理的22SigrityConfidential2含含含含IBIS模型的时域仿真模型的时域仿真模型的时域仿真模型的时域仿真方法方法方法方法1：：：：直接直接直接直接IBIS映射映射映射映射23SigrityConfidential仿真前的准备工作仿真前的准备工作仿真前的准备工作仿真前的准备工作11.利用FileSaveAs菜单将文件保存为demo_IBIS.spd2.点击PrepareNets，打开所有的网络3.点击GenerateAutoIBISConnection，进入电路管理器，关闭Tx1_digitalramp_100MHz这个模型4.通过NewNewCircuitModelDefinition，建立Sub-circuit模型，此类模型可以作为激励在IBIS编辑器中直接被调用24SigrityConfidential仿真前的准备工作仿真前的准备工作仿真前的准备工作仿真前的准备工作2继续在电路管理器的列表中找到U17器件，点击Edit，在弹出窗口右侧的Type中选择IBIS，然后点击EditIBIS，进入IBIS编辑器25SigrityConfidentialIBIS模型的映射模型的映射模型的映射模型的映射11.点击浏览并打开U17器件所对应的IBIS模型I80386S-1.ibs2.系统自动把U17所有100个管脚的IBIS模型和其物理结构关联在一起3.给Pulldown和GNDClamp这一栏起一个统一的名字GND1，给Pullup和PowerClamp这一栏起一个统一的名字PWR126SigrityConfidentialIBIS模型的映射模型的映射模型的映射模型的映射21.点击Signalname，使信号名进行排序;2.Shift选中D0~D15信号的Stimulus这一栏，在右下角的StimulusSignals中选择之前定义的Sub-circuit子电路V_digital_ramp_100MHz;3.Shift选中D0~D15信号的Enable这一栏，在右下角的EnableSignals中选择Output；4.定义完以下框选部分后，U17的Pin前面应该会出现绿色的标记绿色的标记绿色的标记绿色的标记，表明IBIS定义完成。顺次按OK退出IBIS模型的赋值。27SigrityConfidential运行运行运行运行、、、、检查仿真结果检查仿真结果检查仿真结果检查仿真结果
在SpecifyObservations（Voltage）中设置电压观测点为U17.99，观测IBIS模型D2管脚处的输出电压以及Rterm_50模型D2管脚处的输入电压
运行SpdSim，检查结果波形
40ns包含前4个码型，分别为0110，与数学模型的定义相吻合，因此仿真结果是合理的28SigrityConfidential3含含含含IBIS模型的时域仿真模型的时域仿真模型的时域仿真模型的时域仿真方法方法方法方法2：：：：B-Element映射映射映射映射29SigrityConfidential仿真前的准备工作仿真前的准备工作仿真前的准备工作仿真前的准备工作1.利用FileSaveAs菜单将文件保存为demo_IBIS_B_element.spd