powersi操作练习.pdf

Sigrity Confidential. Please do not distribute without Sigrity approval. Sigrity 交流分析交流分析交流分析交流分析 （（（（PowerSI））））操作练习操作练习操作练习操作练习 Sigrity 交流分析交流分析交流分析交流分析 （（（（PowerSI））））操作练习操作练习操作练习操作练习 20102010- -0606- -2121 2Sigrity Confidential Agenda ? 1: 模型提取模型提取模型提取模型提取，，，，通用流程通用流程通用流程通用流程 ? 2: 模型提取模型提取模型提取模型提取，，，，开路短路分析开路短路分析开路短路分析开路短路分析 ? 3: 模型提取模型提取模型提取模型提取，，，，单端和差分对分析单端和差分对分析单端和差分对分析单端和差分对分析 ? 4: 谐振点检测与去耦电容放置谐振点检测与去耦电容放置谐振点检测与去耦电容放置谐振点检测与去耦电容放置 ? 5: EMI近场辐射分析近场辐射分析近场辐射分析近场辐射分析 3Sigrity Confidential 1. 模型提取模型提取模型提取模型提取：：：：通用流程通用流程通用流程通用流程 4Sigrity Confidential PCB布线文件翻译布线文件翻译布线文件翻译布线文件翻译（（（（Cadence Allegro）））） 1.使用Translator转换器将Lab中 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 Translator Options菜单 了解(但不要改变) 默认选项 3.点击 Net Selection 菜单，Net selection窗口中列出了 所有的网络 4.点击 Translate 5.将 demo.spd 加载到 PowerSI中中中中 5Sigrity Confidential 编辑叠层信息编辑叠层信息编辑叠层信息编辑叠层信息 ? 在Layout Setup中选择Check stackup ? 将损耗正切设为 ‘0’ ???????? ???????? ???????? ???????? 6Sigrity Confidential 选择网络选择网络选择网络选择网络 1.将 VCC 网络的颜色改为“橙色” 2.将 GND 网络的颜色改为 “深绿” 3.关闭所有的信号网络 •按按按按Sort 按钮将信号名排序 (Sort 1) •选择第一个信号网络，再按 Shift 键选到最后一个信号 网络 •右击，选择 ”Disable Selected Nets“ 4.激活信号网络 D0 – D7 •选择 D0 •Shift 选择 D7 ???????? ???????? ???????? ???????? 7Sigrity Confidential 选择电路选择电路选择电路选择电路 1.在Layout Setup中选择Selecting Circuits 2.将电路名排序 3.选择第一个电路，再Shift选择最后一个电路 4.右击，然后点击Disable Selected Circuits ???????? ???????? ???????? ???????? 8Sigrity Confidential 设置端口设置端口设置端口设置端口: 自动自动自动自动 (1) ? 依照以下 5个步骤进行 ???????? ???????? 9Sigrity Confidential 设置端口设置端口设置端口设置端口: 自动自动自动自动 (2) ???????? ???????? ???????? 10Sigrity Confidential 设置端口设置端口设置端口设置端口: 自动自动自动自动 (3) 11Sigrity Confidential 设置仿真频率设置仿真频率设置仿真频率设置仿真频率 ? 3 个步骤 ???????? ???????? ???????? 12Sigrity Confidential 保存文件保存文件保存文件保存文件 ? File ? save as ? ‘Demo_ChannelExtraction.spd ’ ? File ? save • 勾选‘Shape Processing’ • 勾选 ‘Error Checking’ ?开始仿真开始仿真开始仿真开始仿真 13Sigrity Confidential 查看结果查看结果查看结果查看结果: PDS电源网络的电源网络的电源网络的电源网络的Z参数参数参数参数 ???????? ???????? 14Sigrity Confidential 查看结果查看结果查看结果查看结果: Z参数的后处理参数的后处理参数的后处理参数的后处理 ?右击S0-Simulation Matrix Operations Reduction，在窗口中将P10的状态改 为Short，即可得到U17处短路时U9的VCC阻抗，类似于短路分析的效果。

???????? ???????? ???????? 15Sigrity Confidential 查看结果查看结果查看结果查看结果: S参数全矩阵参数全矩阵参数全矩阵参数全矩阵 ?右击S0-Simulation Select Matrix Elements，在下拉菜单中选择Entire Matrix ，再点Replace，即可得到包含Sii和Sij在内的全部S参数全矩阵 16Sigrity Confidential 其他常用设置其他常用设置其他常用设置其他常用设置 17Sigrity Confidential 设置走线间的耦合参数设置走线间的耦合参数设置走线间的耦合参数设置走线间的耦合参数 ? 如果忽略该选项，系统默认走线间的电磁耦合不考虑； ? 设置走线耦合时，Select Nets Net Manager Coupled Lines，默认的耦合参数为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 18Sigrity Confidential 设置走线间的耦合参数设置走线间的耦合参数设置走线间的耦合参数设置走线间的耦合参数 ? PowerSI将把仿真得到的前向耦合和反向耦合（FEXT, NEXT）与耦合系数%Coupling相比较，然后决定指定的网 络是否要考虑耦合。

如果要考虑耦合，那么耦合能量必须大 于指定的%Coupling ? NEXT是直接与%Coupling比较，而Rise Time用来计算不同 网络长度的FEXT ? 如果你指定了Rise Time和%Coupling，PowerSI将对激活的 网络进行耦合判断，不管他们是否指定为Diff Pair；如果没 有设定该参数，则完全不考虑走线之间的耦合 ? 因此对于差分线的仿真，以及对于耦合能量较小的S参数仿 真必须要设定该耦合系数 19Sigrity Confidential 设置电容模型设置电容模型设置电容模型设置电容模型 ?如果电容模型是SPICE格式的，对于CAP-_01UF_0_01UF这个电容，刚翻译过来时电路模型为标称值 ，C=0.01uF； ?假设该电容的真实模型为C=9.4nF, L=0.6nH, R=7.2ohm，含ESL和ESR寄生参数； ?那如何把该精确模型接到仿真文件中呢？Select Circuits Circuit/Linkage Manager New New Circuit Model Definition，在窗口中输入以下内容，然后按OK； ?Circuit/Linkage Manager New New Circuit，在窗口中的下拉菜单中选择CAP- _01UF_0_01UF_SPICE，将Circuit Name设为C1_real，再按OK； ?点击C1_real的节点1，在Layout窗口中选择需要的VCC节点，右键选择Link；点击C1_real的节点2，在 Layout窗口中选择需要的GND节点，右键选择Link。

???????? ???????? 20Sigrity Confidential 设置端口设置端口设置端口设置端口: 半自动半自动半自动半自动 ???????? ???????? 1.Port generation ? manual ? finish 2.选择 U17，然后点击 generate ports 3.选择 U9，然后点击 generate ports 21Sigrity Confidential ?生成 Port1: U17上的GND网络 1.筛选 GND网络 2.筛选选择对象 “pin only” 3.画一个方框，把所有的U17上的所有GND网 络都选上 4.Hook 所有选上的 Pin到 Port1上的负管脚 设置端口设置端口设置端口设置端口: 手动手动手动手动 ?Generate Port(s) ? Define ports manually ? Finish ?生成 Port1: U17上的VCC网络 1.筛选 VCC网络 2.筛选选择对象 “pin only” 3.画一个方框，把所有的U17上的所有VCC网络都 选上 4.Hook 所有选上的 Pin到 Port1上的正管脚 ???????? ???????? ???????? ???????? Port1 (+) 和 (-) 管脚都设好了 22Sigrity Confidential 最常见问题最常见问题最常见问题最常见问题 ?常见问题：例如E1044: Cannot resolve the reference change for trace Trace1579::XFPA_TD_P； ?分析：对于此类refence change参考平面的问题在仿真时经常遇到，主 要是Solver在求解时碰到Trace或者Node变换参考平面或没有参考平面 ，因此需要用户提供相应的参考平面仿真才能继续； ?解决方案：在stackup的底层以下或顶层以上加上一个Plane层。

23Sigrity Confidential 2. 模型提取模型提取模型提取模型提取：：：：开路短路分析开路短路分析开路短路分析开路短路分析 24Sigrity Confidential Stage 1a: 板子的开路阻抗板子的开路阻抗板子的开路阻抗板子的开路阻抗 1.点击 Setup Port 2.删除现存端口 3.点击 New ，选择 Port1 4.在VCC过孔上右击，点击Hook “+”. 5.在GND过孔上右击，点击Hook “–”. 6.将端口重新命名为Port1_upper_right_corner 25Sigrity Confidential Stage 1a: 开路阻抗的分析结果开路阻抗的分析结果开路阻抗的分析结果开路阻抗的分析结果 低频阻抗低频阻抗低频阻抗低频阻抗 (10 MHz) Z = 1/(jwC) = 46.6 Ohms 计算可得计算可得计算可得计算可得 C = 0.34 nF 板子的面积约为板子的面积约为板子的面积约为板子的面积约为 10 cm×××× 6 cm; 介电常数介电常数介电常数介电常数 = 4.5 层间距层间距层间距层间距 = 670 um 计算可得计算可得计算可得计算可得 C = 0.36 nF 2 Y 2 X 22 ) (width) nπ () (width) mπ (µεωk+== 可由上述公式算得第一谐振点在可由上述公式算得第一谐振点在可由上述公式算得第一谐振点在可由上述公式算得第一谐振点在 700 MHz，，，，与仿真结果与仿真结果与仿真结果与仿真结果 相吻合相吻合相吻合相吻合 谐振谐振谐振谐振 1.点击 Setup Simulating Frequencies，仿真频率范 围设为1kHz – 2 GHz，扫频 方式为 Adaptive 2.使用File Save As将文件将文件将文件将文件 另存为另存为另。