ANSYS SIwave應用介紹:可做些什么?

2016-12-06  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

ANSYS SIwave產(chǎn)品詳細

SIwave 主要針對PCB,芯片BGA 封裝等進行信號完整性(SI)、電源完整性(PI)以及電磁干擾(EMI)分析的軟件。隨著芯片低電壓大電流的發(fā)展,PCB 和封裝的噪聲容限越來越小,供電系統(tǒng)要求更加嚴格的設計,尤其是同步傳輸高速信號所產(chǎn)生的噪聲,加劇影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等問題。
ANSYS SIwave 使用優(yōu)化后的三維電磁場有限元求解技術,適用于精確快速分析包含大規(guī)模復雜電源、地平面的PCB 和封裝設計。



ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁仿真分析圖片1


適用領域


● PCB:硬板,混合板等
● BGA封裝:鍵合型、倒裝片型,MCM等

功能和特點

優(yōu)化層結構的有限元全波求解
求解項目

● 平面諧振

● SYZ 參數(shù)

● 掃頻

● 近場

● 遠場

● DC-IR drop

考慮了導體和材料損耗(特性隨頻率變化),以及導體表面粗糙度

 

直觀方便的PCB layout操作界面
設計規(guī)則檢查和自動修復功能(validation check)

 

全波SPICE 模型生成

● ANSYS Nexxim、HSPICE、PSpice、Spectre

豐富的CAD 接口 Ansoftlinks(選項)

 

 

豐富的報告和后處理功能

● SYZ參數(shù)矩陣、2D/3D輸出、Smith圓圖

● 差分S參數(shù)

● Touchstone格式輸出

● 平面諧振頻率和平面間電位差

● 近場、遠場(電場強度、輻射方向圖(定向性))

● DCIR壓降(電流、電壓的下降、功率分布、自動檢測和報告鍵合線和過孔的過流)

● TDR 顯示

場示意圖

● 平面間電位差(每個頻點隨相位變化)

● 遠場輻射(輻射方向圖(方向性))

● 近場輻射

● DC電流(矢量顯示、散射圖)、壓降、功率分布

無源器件模型庫

● 村田、TDK、太陽誘電、松下、三星、AVX、Kermet

支持多核并行處理(選項)
仿真流程

ANSYS SIwave可以直接導入各種版圖設計工具通過Ansoftlinks輸出的ANF文件。ANSYS SIwave求解得到的全波SPICE模型以及touchstone格式等可以導入Ansoft Designer以及其他各種格式的SPICE仿真器,并與IBIS,AMI等芯片模型結合進行整個系統(tǒng)的時域與頻域仿真。

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁技術圖片2

ANSYS SIwave界面

ANSYS SIwave界面采用方便的層疊方式顯示。簡單方便的操作界面,工具欄以及工作窗口可自由分配位置,模型窗口具有方便的移動,旋轉,三維顯示等操作功能。
 

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁技術圖片3

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁技術圖片4
Layout編輯功能

ANSYS SIwave界面包含豐富的編輯功能。實現(xiàn)與其他基板設計工具無縫連接,可導入并編輯布線,層疊結構,焊盤形狀,信號網(wǎng)絡,元器件屬性等各種設計信息。也可以通過修改布線情況,器件屬性以及增添或刪除器件等措施來仿真其對電磁性能的影響。

另外,高性能的規(guī)則檢查功能可以自動檢查和自動修復網(wǎng)絡短路、開路等電氣問題。

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁分析圖片5

高效分割求解技術(Clip)

針對結構尺寸比較大以及層數(shù)很多的PCB結構,SIwave提供clip工具,可將關注的信號網(wǎng)絡單獨切割出來進行SYZ參數(shù)提取,有效提高仿真效率。
 

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S、Y、Z參數(shù)求解

S、Y、Z參數(shù)求解,運用優(yōu)化了的層疊結構求解技術,能夠對整板多組信號線路以及電源、地平面進行多端口網(wǎng)絡參數(shù)的高效率求解。求解結果可以用與HFSS 等后處理器一樣的方法進行顯示和處理。

輸出結果以全波SPICE模型以及touchstone格式等導入Ansoft Designer以及其他各種格式的SPICE仿真器,并與IC等芯片模型結合進行整個系統(tǒng)仿真。

此外,端口除了可以通過手動添加設置外,還可以利用芯片pin list自動設置,方便快捷。
 

 

 

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁分析圖片7

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁學習資料圖片8

Resonant Mode(平面諧振分析)

Resonant Mode分析,從設計的形狀、材料特性、以及器件電氣特性的影響來計算發(fā)生諧振的頻率。顯示發(fā)生平面諧振的平面間電位差(隨相位變化),以及關鍵器件布局情況對諧振結果的影響。
 

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Frequency Sweep(掃頻分析)

Frequency Sweep分析,通過配置噪聲源(電流源/電壓源)仿真得到層間電位差,這些層間電位差考慮了 設計的形狀、材料特性、以及器件電氣特性的影響。顯示各頻率的平面間電位差,進而可以分析得到關鍵器件布局在實際工作狀態(tài)下的影響情況。
 

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁應用技術圖片10
Far Field(遠場)、Near Field(近場)

Far Field及Near Field求解,通過配置噪聲源(電流源/ 電壓源)仿真得到遠場和近場,這些數(shù)據(jù)考慮了設計的形狀、材料特性、包括器件特性對結構電氣性能的影響。遠場分析結果可以顯示指定距離的電場強度、輻射方向圖等,近場可以顯示指定范圍的近場電場分布圖,對整板進行EMI 分析。

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁應用技術圖片11

 

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁分析案例圖片12

 

DC電流/電壓求解

DC求解,配置電流/電壓源仿真得到電流、電壓和功率,這些數(shù)據(jù)考慮了設計的形狀、材料特性、包括器件特性對結構電氣性能的影響,輸出各層電流、電壓、功率分布,并以HTML格式自動報告。各鍵合線、焊球、過孔的電流密度、電阻值、IR Drop可以與預先設定的門限進行Pass/Fail檢查。
 

ANSYS SIwave應用介紹ADS電磁分析案例圖片13

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Signal Net Analyzer

Signal Net Analyzer,使用MoM求解器,對選擇的信號網(wǎng)絡的器件端口間的阻抗在時域顯示。此外,自動調用已有的電路仿真器(HSPICE或Nexxim),引入芯片的IBIS模型(Driver/Receiver),進行時域瞬態(tài)仿真并顯示波形。
 

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