Ansoft SIwave 教学一

piaozi2008

Ansoft SIwave虽然功能很强，但并非你把PCB导入，它就能劈哩啪啦帮你算出来整块板子的worst trace在哪里，频宽限制在哪里。故必需由有经验的工程设计人员，以系统化的设计步骤导入此软件检查PCB design。
1.
评估板子的复杂度，决定所用层数、堆栈结构、线宽(特性阻抗)与线距(建议高速讯号若有长距离并排走，间距三倍线宽)。先用Polar软件，仿真大致的特性阻抗，调整堆栈结构与线宽
PCB的堆栈结构(几层板?是采用Broadside-coupled stripline或是Edge-coupled stripline?)、线宽与线距，必须先定义下来，其它设计考虑才能继续，因为这些共同决定了特性阻抗值。整块板子的走线必须一致follow此定义，这样才能确保基本条件的一致。
3W rule是多数人所习知防cross-talk的space rule，虽然易记，但笔者要强调，这rule是有条件的。从cross-talk成因的物理意义考虑，要有效防止cross-talk的space，与堆栈高度、讯号频宽密切相关。对四层板，走线与reference plane堆栈高度距离(5~10mils)，3W是够了；但两层板，走线与reference plane堆栈高度距离(45~55mils)，3W对高速讯号可能不够

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2.        布局完成时，即可先试layout几条线做模拟，决定走线长度、走线topology、终端方式。没问题后才开始全面走线
大部份的人是全部走线完成再做模拟；但笔者要强调的是：先模拟以对基本走法定调，再走线，最后完成layout时再完整模拟。这样的好处是，不用等layout完成后，才跟layout工程师说：模拟起来发现线距不够(要遵守3W rule)，线径也太细(特性阻抗过高)，串联终端阻抗要靠driver端摆放较好，总线长太长(蛇线绕太超过)，所有线要重拉... 这样就太对不起辛苦的layout engineer
3.        分割区块(Clip)，只留要分析的区域，减少每一次做模拟的时间。
•        将切割后区域的不连续net整理，"Validation Check"重做，".siw"另存档
4.        找一条板子上比较好的走线，与一条板子上比较差的走线(也可找内层与外层走线比对)，分析Z参数与S参数。
•        要有放"Port"，才能做Z参数与S参数分析，放port时所定义的positive \ negative terminal在哪一层要注意
•        一条trace必须起始端与终端都有放port，那做出的TDR波形才是正确的
•        若此时板子还没完成，有些ground via还没打，有些Power-GND电容还没放，会造成换层的走线因为参考地平面也换层，地回流路径不连续，导致TDR模拟结果不佳，请自己补ground via与电容将不同的地平面充份连接。
走线设计上尽量保持对称性与一致性，这样可以很容易看出整块板子上千条的讯号中，哪些走法的走线比较差。比方说：两两对接的走线当成一类(point-point topology)、三端对接的走线当一类(T-type topology)、四端对接的走线当一类(H-type topology)，没有via换层的走线当一类、换层一次的走线当一类...依此类推的对所有走线分级管理
5.        整板layout完成，加上decoupling capacitors后，跑谐振模拟分析。因为用SIwave加的电容与实际layout加的效果不一定一模一样(size and location issue)；另外，实际走线完有些相邻的整排via会把plane不预期的打破，而新增谐振点。
•        加完decoupling capacitor后，"Validation Check"重做
•        建议做100MHz~1GHz的频宽范围内都没有谐振，".siw"另存档
•        做PI分析时，别忘记在power supply端加上一个power-ground的1奥姆的电阻当作power supply module，没加的话会影响低频成份的模拟结果
高速讯号、Differential pair，与不容许有相位差的走线，列为优先检查项目。这些走线的相邻reference ground plane必须连续，必须检查贯孔对SI的影响
SIwave仅能看TDR、S-parameter、Z-parameter report，所以如果要看时域波形或眼图，就还需要Designer/Nexxim。

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以下则需要Designer/Nexxim才能看的
1.        比对critical line的propagation delay。
内层与外层的传输线速度是不一样的，不是走等长就好，另外换层的via影响也很大。
2.        比对noise trace或高速讯讯号线相邻走线的cross-talk
3.        Differential pair的特性，与眼图
4.        SSN (Simultaneous Switching Noise) and PI issue
5.        天线分析与Far Field分析

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刚刚学习这个软件，挺难的

yhzyhz

看看!谢谢楼主的分享！学习下!!