基于Cadence的信号完整性仿真步骤

目录

1.仿真前的准备工作 (2)

1.1找到需要仿真的芯片的IBIS模型 (2)

1.2模型转换（IBIS→DML） (2)

1.3添加模型到Cadence的模型库中 (5)

2. 对电路板进行设置（Setup Advisor） (7)

2.1准备好要仿真的电路板 (7)

2.2调用参数设置向导 (7)

2.3叠层设置 (8)

2.4设置DC电压值 (9)

2.5器件设置（Device Setup） (10)

2.6 SI模型分配 (12)

2.7 SI检查（SI Audit） (16)

2.8完成参数设置 (18)

3.进行信号完整性仿真（反射） (19)

3.1开始仿真 (19)

3.2选择所要仿真的网络 (19)

3.3提取网络的拓扑结构 (20)

3.4给驱动端U8添加激励信号 (21)

3.5设置激励信号的参数 (22)

3.6执行反射仿真 (22)

3.7仿真结果 (22)

1.仿真前的准备工作

1.1找到需要仿真的芯片的IBIS模型

一般可以从芯片制造商网站上找到，如果没有，可能要通过其它途径获得如从SPICE模型中提取。

1.2模型转换 （IBIS→DML）

将IBIS模型转换为DML模型，运用Cadence的Model Integrity工具将IBIS模型转化为Cadence能识别的DML模型，并验证仿真模型。

（1）单击“开始”按钮→“所有程序”→“Allegro SPB 15.5”→“Model Integrity”，如图1-1所示：

图1-1 Model Integrity工具窗口

（2）选择“File”→“Open”，打开一个IBIS模型如图1-2所示：

图1-2 打开一个IBIS模型

（3）在“Physical View”栏中，单击IBIS文件“sn74avca16245”→选择菜单栏里的“Options”→“Translation Options Editor”→弹出“Translation Options”窗口，如图

1-3所示：

图1-3 Translation Options窗口

（4）默认选择“Make model names unique”，这个设置为每个IOCell模型名附加IBIS文件名。单击“OK”，关闭“Translation Options”窗口。

（5）在“Physical View”栏中，单击IBIS文件“sn74avca16245”→单击鼠标右键→选择“IBIS to DML”（如图1-4所示）,系统会提示是否重写→选择“是”（如图1-5所示），重写文档。这时在原先IBIS文件的目录下面会生成相应的DML模型（如图1-6所示）。

图1-4 IBIS→DML转换窗口

图1-5 模型转换提示框

图1-6 转换好的DML模型

1.3添加模型到Cadence的模型库中

将转换好的DML模型加载到Cadence的模型库中，在Allegro PCB SI 610中，选择“Analyze”→“SI/EMI Sim”→“Library”，如图1-7所示。窗口分上下两个部分，上半部分是器件模型库；下半部分是互连模型库，包括传输线模型和Via模型。当提取网

络的拓扑结构时，互连模型会自动创建。这里主要是加载器件的模型。

图1-7将DML模型加载到Cadence的模型库中

在这里要完成两项工作：

（1） 把所用到的模型加到模型库中。

选择“Add existing library”→“Local Library”,如图1-8所示：

图1-8 添加模型（单个）

选择相应的模型后，选择“打开”，这种方法只能一个一个的添加。

如果要添加的模型比较多可以选择“Add existing library”→“Local Library Path”，如图1-9所示：

图1-9添加模型（批量）

选择模型所在的文件夹，选择“OK”，这样整个文件夹中的模型都会添加到模型库中。（2） 创建自己的库文件，以后本次仿真新创建的信号模型如电阻、电容的模型会自动保存到该库文件中。

选择“Create new library”，如图1-10所示：

图1-10 Create new library窗口

输入文件名，选择保存路径后，选择“保存”。新建的库也会被添加到模型库中。

2.对电路板进行设置（Setup Advisor）

下面以UL2项目的PCB板为例介绍，对其中的地址信号A15进行信号完整性仿真。

2.1准备好要仿真的电路板

用Allegro PCB SI 610打开UL2的PCB板—BE7366MS01-11-9.brd。如图2-1所示：

图2-1 UL2的PCB板图

2.2调用参数设置向导

选择“Tools”→“Setup Advisor”，弹出“Database Setup Advisor”窗口，如图2-2所示：

图2-2 Database Setup Advisor窗口

2.3叠层设置

进行叠层设置，确定电路板层面，包括每层的材料、类型、名称、厚度、线宽和阻抗信息，并确定PCB的物理和电气特性。

（1） 在图2-2中，单击“Next”弹出“Database Setup Advisor-Cross_section”窗口，如图2-3所示：

图2-3 Database Setup Advisor-Cross_section窗口

（2） 单击“Edit Cross-section”弹出“Layout Cross Section”窗口，如图2-4所示：

图2-4 Layout Cross Section窗口

在系统中，整个电路板的厚度是一个固定值，所以不要改变它。在这里可以设置每一层的厚度，层面的类型，绝缘层的介电常数，线宽等等，并能计算出相应的特性阻抗值。

?Mode 当“Differential Mode”被选择时，线宽、阻抗、差分阻抗、差分间距、差分耦合的模式都是相关联的。根据改变的值，编辑器都会弹出菜单，允许进一步进行准确设置。

?Material 从下拉菜单中选择材料。

?Loss Tangent 根据绝缘层的功率因数补偿角的正切，指定当前选择的绝缘层的介电损失。

?Type 层面的类型，包含SURFACE、CONDUCTOR、DIELECTRIC、PLANE等。?Thickness 分配给每个层的厚度。

?Line Width 确定布线层的布线宽度。

?Impedance 分配给每个层的阻抗。

参数设置完成后，单击“OK”，关闭“Layout Cross Section”窗口。“Database Setup Advisor”窗口将再次显示。

2.4设置DC电压值

（1）点击“Next”弹出“Data Setup Advisor -DC Nets”窗口，如图2-5所示：

图2-5 Data Setup Advisor -DC Nets窗口

（2）单击“Identify DC Nets”，弹出“Identify DC Nets”窗口，如图2-6所示：

图2-6 Identify DC Nets窗口

（3）在“Net”列表中选择网络如“GND_EARTH”，在“Voltage”栏双击“NONE”输入相应的电压值如0，并按下“Tab”键。再如选择“VCC285”，在“Voltage”栏双击“NONE”输入相应的电压值如2.85，并按下“Tab”键。

（4）单击“OK”，关闭“Identify DC Nets”窗口。“Database Setup Advisor”窗口将再次显示。

注意：如果有的网络与提取的网络无关，则可以不分配电压属性。

2.5器件设置（Device Setup）

（1）单击“Next”，弹出“Data Setup Advisor –Device Setup”窗口，如图2-7所示：

图2-7 Data Setup Advisor –Device Setup窗口

（2）单击“Device Setup”，弹出“Device Setup”窗口，如图2-8所示：

确定哪一个元件是连接器（Connectors），哪一个元件是分立元件（Discretes），并相应地确定器件的“Class”和“Pinuse”。

?器件类（Device Class）

IC是能分配IBIS模型的有源器件

每个管脚的PINUSE必须是IN、OUT、BI、NC、GROUND、POWER、OCA、

OCL

DISCRETE是无源器件（电阻、电容、电导）

每个管脚的PINUSE必须是UNSPEC

IO=INPUT/OUTPUT

每个管脚的PINUSE必须是UNSPEC

?PINUSE

PCB SI使用PINUSE来确定Sigxplorer/Signoise仿真的缓冲器类型

Input、Output、Bidirectional、UNSPEC、Power、Ground

对于IO和DISCRETE器件的PINUSE必须是UNSPEC

都是无源器件

图2-8 器件类设置窗口

PCB SI使用Device Class来确定元件类型。IC的类指定为有源器件，比如驱动器或接收器。DISCRETE的类指定为无源器件，比如电阻、电容、电感。IO的类指定为输入或者输出器件，比如连接器。在UL2项目中，连接器都是以CN标识的，因此在Connector 栏中应输入CN*。

对于仿真，处理这些信息很重要。当执行仿真时PCB SI使用PINUSE属性值。例如，不小心把电阻PINUSE分配为OUT，PCB SI会假定电阻是一个驱动元件并为电阻分配一个默认的信号模型。在电阻的Allegro器件文件创建过程中，Device Class分配不正确，就能导致上述错误。

（3）设置完成后，单击“OK”，保存修改返回“Database Setup Advisor-Device Setup”窗口，并弹出一个元件变化的状态报告，如图2-9所示：

图2-9 元件变化的状态报告

2.6 SI模型分配

（1）单击“Next”，弹出“Data Setup Advisor –SI Models”窗口，如图2-10所示：

图2-10 Data Setup Advisor –SI Models窗口

（2）单击“Signal Model Assignment”→弹出提示信息（有的DC网络没有分配电压值），如图2-11所示：

图2-11

（3）单击“是”，弹出“Signal Model Assignment”窗口，如图2-12所示：

?Device 可以手动或自动为器件分配模型。

?Bond Wires 定位并为Bondwire连接分配Trace模型。

?RefDesPins 为指定管脚分配IOCell模型。

图2-12 Signal Model Assignment窗口

（4）手动分配元件模型

这里只对地址线A15进行仿真，该网络连接了五个器件分别是U8、U32、U38、U40、U45。下面以U38为例，为其分配IBIS模型。

在“Device”列表中找到U38，如图2-13所示：

图2-13 Signal Model Assignment窗口

然后单击“Find Model”，出现“Model Browser”窗口，如图2-14所示：

图2-14 Model Browser窗口

在Model Type Filter栏中选择IbisDevice，在Model Name Pattern栏中输入*，如果知道对应的IBIS模型直接输入模型名称即可找到模型。然后在模型列表中找到对应的IBIS模型（U38对应的IBIS模型为S29GL128P）单击，如图2-15所示：

图2-15 在“Model Browser”窗口选中对应的模型

然后点击“Close”，回到“Signal Model Assignment”窗口，如图2-16所示：

图2-16 Signal Model Assignment窗口

由图知，U38已经分配了IBIS模型，同理给其余的器件分配对应的IBIS模型。

（5）模型分配完成后，单击“OK”，保存修改返回“Database Setup Advisor-SI Models”窗口。

2.7 SI检查（SI Audit）

点击“Next”进入“Database Setup Advisor-SI Audit”窗口，如图2-17所示：

图2-17 Database Setup Advisor-SI Audit窗口

SI Audit功能允许确认一个特殊的网络或一群网络是否能够被提取来分析。

（1）单击“SI Audit”，弹出“Net Audit”窗口，如图2-18所示：

图2-18 Net Audit对话框

（2）在“Net filter”栏中输入要“A15”→按下“Tab”（如图2-19所示）→单击“Audit selected net”，弹出“SigNoise Setup Report”窗口，如图2-20所示：

图2-19 Net Audit对话框

图2-20 SigNoise Setup Report窗口

这个报告显示了选择的网络的名称等信息。分配缓冲模型列表报告哪一个I0模型已经分配给驱动端和接收端。元件列表报告与这个网络有关的元件的CLASS属性和分配给每个元件的信号模型的名称。

注意：在报告中有个错误信息，即U45的G15管脚没有缓冲模型。在提取拓扑结构时，会有提示信息出现。

2.8完成参数设置

在“Database Setup Advisor-SI Audit”窗口中单击“Finish”，完成设置。然后在PCB SI 610中选择“File”→“Save”，保存所做的设置。

3.进行信号完整性仿真（反射）

3.1开始仿真

在PCB SI 610中选择“Analyze”→“SI/EMI Sim”→“Probe”或直接单击快捷键（如图3-1所示）出现”Signal Analysis”窗口，如图3-2所示：

图3-1 Signal Analysis快捷键

图3-2 Signal Analysis窗口

3.2选择所要仿真的网络

有三种方法来选择要仿真的网络：

可以直接在Net栏中输入要仿真的网络名后按“Tab”键；

直接用光标单击要仿真的网络；

首先在PCB SI 610中，选择“Logic”→“Create List of Nets”创建要仿真的网络列表文件，然后在“Signal Analysis”窗口中点击“List of Nets”导入网络表文件，

然后选择要仿真的网络即可，如图3-3所示：

图3-3 “Signal Analysis”窗口

3.3提取网络的拓扑结构

单击“View Topology”，出现提示对话框（因为U45的G15管脚没有缓冲模型），单击“否”，如图3-4所示，软件会分配其默认的缓冲模型。

图3-4 提取拓扑结构时，如果网络中有没有分配模型的IC时，出现提示对话框

提取的拓扑结构如图3-5所示：

图3-5 A15网络的拓扑结构

注意：窗口的下半部分有四个选项

?Parameters：参数设置如可以改变传输线的线宽，长度；端接电阻的大小等等?Measurements：选择仿真的类型，如反射、串扰及EMI等，如图3-6所示：

?Results：仿真的结果

?Command：命令行，可直接输入命令进行相应的操作

五款信号完整性仿真工具介绍

现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 (一)Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。 (二)SPECCTRAQuest Cadence的工具采用Sun的电源层分析模块： Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在PCB详细设计前使用此工具，对互连线的不同情况进行仿真，把仿真结果存为拓扑结构模板，在后期详细设计中应用这些模板进行设计。 （2）DF/Signoise工具是信号仿真分析工具，可提供复杂的信号延时和信号畸变分析、IBIS 模型库的设置开发功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert进行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以进行反射、串扰、SSN、EMI、源同步及系统级的仿真。 （3）DF/EMC工具——EMC分析控制工具。 （4）DF/Thermax——热分析控制工具。 SPECCTRAQuest中的理想高速PCB设计流程： 由上所示，通过模型的验证、预布局布线的space分析、通过floorplan制定拓朴规则、由规

cadence仿真步骤(精)

CDNLive! Paper – Signal Integrity (SI for Dual Data Rate (DDR Interface Prithi Ramakrishnan iDEN Subscriber Group Plantation, Fl Presented at Introduction The need for Signal Integrity (SI analysis for printed circuit board (PCB design has become essential to ensure first time success of high-speed, high-density digital designs. This paper will cover the usage of Cadence’s Allegro PCB SI tool for the design of a dual data rate (DDR memory interface in one of Motorola’s products. Specifically, this paper will describe the following key phases of the high-speed design process: Design set-up Pre-route SI analysis Constraint-driven routing Post-route SI analysis DDR interfaces, being source synchronous in nature, feature skew as the fundamental parameter to manage in order to meet setup and hold timing margins. A brief overview of source synchronous signaling and its challenges is also presented to provide context. Project Background This paper is based on the design of a DDR interface in an iDEN Subscriber Group phone that uses the mobile Linux Java platform. The phone is currently in the final stages of system and factory testing, and is due to be released in the market at the end of August 2007 for Nextel international customers. The phone has a dual-core custom processor with an application processor (ARM 11 and a baseband processor (StarCore running at 400MHz and 208MHz respectively. The processor has a NAND and DDR controller, both supporting 16-bit interfaces. The memory device used is a multi-chip package (MCP with stacked NAND (512Mb and DDR (512Mb parts. The NAND device is run at 22MHz and the DDR at 133MHz. The interface had to be supported over several memory vendors, and consequently had to account for the difference in timing margins, input capacitances, and buffer drive strengths between different dies and packages. As customer preference for smaller and thinner phones grows, the design and placement of critical components and modules has become more challenging. In addition to incorporating various sections such as Radio Frequency (RF, Power Management, DC, Audio, Digital ICs, and sub-circuits of these modules, design engineers must simultaneously satisfy the rigid placement requirements for components such as speakers, antennas, displays, and cameras. As such, there are

OrCAD Capture CIS Cadence原理图绘制

OrCADCaptureCIS(Cadence原理图绘制) 1,打开软件........................................ 2，设置标题栏..................................... 3，创建工程文件................................... 4,设置颜色........................................ 2.制作原理库.......................................... 1,创建元件库...................................... 2，修改元件库位置，新建原理图封库................. 3，原理封装库的操作............................... 3.绘制原理图.......................................... 1.加入元件库，放置元件............................ 2.原理图的操作.................................... 3.browse命令的使用技巧 ........................... 4.元件的替换与更新................................ 4.导出网表............................................ 1.原理图器件序号修改.............................. 2.原理图规则检查.................................. 3.显示DRC错误信息................................ 4.创建网表........................................ 5.生成元件清单(.BOM)..................................

cadence信号完整性仿真步骤

Introduction Consider the proverb, “It takes a village to raise a child.” Similarly, multiple design team members participate in assuring PCB power integrity (PI) as a design moves from the early concept phase to becoming a mature product. On the front end, there’s the electrical design engineer who is responsible for the schematic. On the back end, the layout designer handles physical implemen-tation. Typically, a PI analysis expert is responsible for overall PCB PI and steps in early on to guide the contributions of others. How quickly a team can assure PCB PI relates to the effectiveness of that team. In this paper, we will take a look at currently popular analysis approaches to PCB PI. We will also introduce a team-based approach to PCB PI that yields advantages in resource utilization and analysis results. Common Power Integrity Analysis Methods There are two distinct facets of PCB PI – DC and AC. DC PI guarantees that adequate DC voltage is delivered to all active devices mounted on a PCB (often using IR drop analysis). This helps to assure that constraints are met for current density in planar metals and total current of vias and also that temperature constraints are met for metals and substrate materials. AC PI concerns the delivery of AC current to mounted devices to support their switching activity while meeting constraints for transient noise voltage levels within the power delivery network (PDN). The PDN noise margin (variation from nominal voltage) is a sum of both DC IR drop and AC noise. DC PI is governed by resistance of the metals and the current pulled from the PDN by each mounted device. Engineers have, for many years, applied resistive network models for approximate DC PI analysis. Now that computer speeds are faster and larger addressable memory is available, the industry is seeing much more application of layout-driven detailed numerical analysis techniques for DC PI. Approximation occurs less, accuracy is higher, and automation of How a Team-Based Approach to PCB Power Integrity Analysis Yields Better Results By Brad Brim, Sr. Staff Product Engineer, Cadence Design Systems Assuring power integrity of a PCB requires the contributions of multiple design team members. Traditionally, such an effort has involved a time-consuming process for a back-end-focused expert at the front end of a design. This paper examines a collaborative team-based approach that makes more efficient use of resources and provides more impact at critical points in the design process. Contents Introduction (1) Common Power Integrity Analysis Methods (1) Applying a Team-Based Approach to Power Integrity Analysis (3) Summary (6) For Further Information (7)

实验一、Cadence软件操作步骤

实验一基本门电路设计——电路仿真 一、实验内容： 完成CMOS 反相器的电路设计完成CMOS 反相器的电路设计 实验目的 掌握基本门电路的设计方法掌握基本门电路的设计方法 熟悉Cadence 的设计数据管理结构，以及定制设计的原理图输入、电路仿真、版图设计、版图验证工具的使用 二、实验目的：基于csmc05工艺，完成一个具有逻辑反相功能的电路 设计要求：设计要求： 1.反相器的逻辑阈值在Vdd/2附近，即噪声容限最大 2.反相器的版图高度限制为24微米，电源和地线宽度各为2微米 3.反相器宽度限制为mos 器件不折栅 4.为了给顶层设计留出更多的布线资源，版图中只能使用金属1和多晶硅作为互连线，输入，输出和电源、地线等pin脚必须使用金属1 5.版图满足设计规则要求，并通过LVS 检查 三、设计过程： 启动icfb 1.建立自己的设计库 2.用Virtuoso Schematic Composer 画电路图 3. 在Analog Design Environment中进行电路仿真 4. 用Virtuoso （XL）Layout Editer 画版图 5. 利用diva 工具进行DRC检查，用dracula进行DRC和LVS验证。 四、实验步骤 1.Cadence软件操作步骤： （1）.点击桌面虚拟机快捷方式图标； （2）.打开虚拟机（存放路径：F:\cadence）； （3）.启动虚拟机

（4）.单击右键，Open Teminal,弹出终端对话框，输入Cadence启动命令icfb&(&是后台运行的意思)。 2.. 新建一个库 建立自己的Design Lib 第一步： CIW-> Tools-Library manager 第二步：File-New 弹出“New Library ”对话框，在“Name”项填写要建的design lib的名字，这里是“lesson1”，选择“Attach to an existing techfile” 第三步： 弹出”Attach Design Library to Technology File”对话框，在“Technology Library”中选择st02

Cadence原理图绘制流程

第一章设计流程 传统的硬件系统设计流程如图1－1所示，由于系统速率较低，整个系统基本工作在集中参数模型下，因此各个设计阶段之间的影响很小。设计人员只需要了解本阶段的基本知识及设计方法即可。但是随着工艺水平的不断提高，系统速率快速的提升，系统的实际行为和理想模型之间的差距越来越大，各设计阶段之间的影响也越来越显著。为了保证设计的正确性，设计流程也因此有所变动，如图1－2所示，主要体现在增加了系统的前仿真和后仿真。通过两次仿真的结果来预测系统在分布参数的情况下是否能够工作正常，减少失败的可能性。 细化并调整以上原理图设计阶段的流 程，并结合我们的实际情况，原理图设计 阶段应该包括如下几个过程： 1、 阅读相关资料和器件手册 在这个阶段应该阅读的资料包括，系统的详细设计、数据流分析、各器件手册、器件成本等。 2、 选择器件并开始建库 在这个阶段应该基本完成从主器件到各种辅助器件的选择工作，并根据选择结果申请建库。 3、 确认器件资料并完成详细设计框图 为保证器件的选择符合系统的要求，在这一阶段需要完成各部分电路具体连接方式的设计框图，同时再次确认器件的相关参数符合系统的要求，并能够和其他器件正确配合。 4、 编写相关文档 这些文档可以包括：器件选择原因、可替换器件列表、器件间的连接框图、相关设计的来源（参考设计、曾验证过的设计等），参数选择说明，高速连接线及其它信息说明。 5、 完成EPLD 内部逻辑设计，并充分考虑可扩展性。

在编写相关文档的的同时需要完成EPLD内部逻辑的设计，确定器件容量及连接方式可行。 6、使用Concept-HDL绘制原理图 7、检查原理图及相关文档确保其一致性。 以上流程中并未包括前仿真的相关内容，在设计中可以根据实际情况，有选择的对部分重要连线作相关仿真，也可以根据I/O的阻抗，上升下降沿变化规律等信息简单分析判断。此流程中的各部分具体要求、注意事项、相关经验和技巧有待进一步完善。

(完整版)HSPICE与CADENCE仿真规范与实例..

电路模拟实验专题 实验文档

一、简介 本实验专题基于SPICE（Simulation Program With Integrated Circuit）仿真模拟，讲授电路模拟的方法和spice仿真工具的使用。 SPICE仿真器有很多版本，比如商用的PSPICE、HSPICE、SPECTRE、ELDO，免费版本的WinSPICE，Spice OPUS等等，其中HSPICE和SPECTRE功能更为强大，在集成电路设计中使用得更为广泛。因此本实验专题以HSPICE和SPECTRE作为主要的仿真工具，进行电路模拟方法和技巧的训练。 参加本实验专题的人员应具备集成电路设计基础、器件模型等相关知识。 二、Spice基本知识(2) 无论哪种spice仿真器，使用的spice语法或语句是一致的或相似的，差别只是在于形式上的不同而已，基本的原理和框架是一致的。因此这里简单介绍一下spice的基本框架，详细的spice语法可参照相关的spice教材或相应仿真器的说明文档。 首先看一个简单的例子，采用spice模拟MOS管的输出特性，对一个NMOS管进行输入输出特性直流扫描。V GS从1V变化到3V，步长为0.5V；V DS从0V变化到5V，步长为0.2V；输出以V GS为参量、I D与V DS之间关系波形图。 *Output Characteristics for NMOS M1 2 1 0 0 MNMOS w=5u l=1.0u VGS 1 0 1.0 VDS 2 0 5 .op .dc vds 0 5 .2 Vgs 1 3 0.5 .plot dc -I(vds) .probe *model .MODEL MNMOS NMOS VTO=0.7 KP=110U +LAMBDA=0.04 GAMMA=0.4 PHI=0.7 .end 描述的仿真电路如下图，

PCB板级信号完整性的仿真及应用

作者简介：曹宇（１９６９－），男，上海人，硕士，工程师． 第６卷第 ６期 ２００６年１２月泰州职业技术学院学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴａｉｚｈｏｕＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅＶｏｌ．６Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００６摘要：针对高速数字电路印刷电路板的板级信号完整性，分析了ＩＢＩＳ模型在板级信号完整 性分析中的作用。利用ＡＤＳ仿真软件，采用电磁仿真建模和电路瞬态仿真测试了某个 实际电路版图，给出了实际分析结果。 关键词：信号完整性；ＩＢＩＳ；仿真；Ｓ参数 中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０１４２（２００６）０６－００３０－０３ 信号完整性（ＳＩ，ＳｉｇｎａｌＩｎｔｅｇｒｉｔｙ）的概念是针对高速数字信号提出来的。以往的数字产品，其时钟或数据频率在几十兆之内时，信号的上升时间大多在几个纳秒，甚至几十纳秒以上。数字化产品设计工程师关注最多的是“数字设计”保证逻辑正确。随着数字技术的飞速发展，原先只是在集成电路芯片设计中需要考虑的问题［１］在ＰＣＢ板级设计中正在逐步显现出来，并由此提出了信号完整性的概念。 在众多的讲述信号完整性的论文和专著中［２，３］，对信号完整性的描述都是从信号传输过程中可能出现的问题（比如串扰，阻抗匹配，电磁兼容，抖动等）本身来讨论信号完整性，对信号完整性没有一个统一的定义。事实上，信号完整性是指信号在通过一定距离的传输路径后在特定接收端口相对指定发送端口信号的还原程度，这个还原程度是指在指定的收发参考端口，发送芯片输出处及接收芯片输入处的波形需满足系统设计的要求［４］。 １、板级信号完整性分析 １．１信号完整性分析内容的确定 信号完整性分析工作是一项产品开发全流程工作，从产品设计阶段开始一直延续到产品定型。ＰＣＢ板级设计同样如此。在系统设计阶段，产品还没有进入试制，需要建立相应的系统模型并得到仿真结果以验证设计思想和设计体系正确与否，这个阶段称前仿真；前仿真通过后，产品投入试制，样品出来后再进行相应的测试和仿真，这个阶段称后仿真。假如将每一块ＰＣＢ板视为一个系统，影响这个系统正常工作的信号问题涉及到所有的硬件和软件，包括芯片、封装、ＰＣＢ物理结构、电源及电源传输网络和协议。 对系统所有部分都进行仿真验证是不现实的。应根据系统设计的要求选定部分内容进行测试仿真。本文所提及的“板级信号完整性分析”仅针对芯片引脚和走线的互连状态分析。 当被传输的信号脉冲时间参量（如上升时间、传输时间等）已缩短至和互连线上电磁波传输时间处于同一个量级时，信号在互连线上呈现波动效应，应采用微波传输线或分布电路的模型来对待互连线，从而产生了时延、畸变、回波、相邻线之间的干扰噪声等所谓的“互连效应”［１］。 假设ＰＣＢ板上芯片引脚的输入输出信号都是“干净”的，那么只要考虑互连线路本身的互连效应。事实上，每个芯片引脚在封装时都有其独特的线路特性，这些特性是由其内部的晶体管特性决定的，同样的信号在不同引脚上的传输效率差异很大。因此，在分析信号传输的互连效应时必须考虑芯片内部的电路特性以提取相对准确的电路模型，并在此基础上作进一步的分析。这个模型就是在业界被广泛使用的ＩＢＩＳ模型。 １．２ＩＢＩＳ标准模型的建立 ＰＣＢ板级信号完整性的仿真及应用 曹宇，丁志刚，宗宇伟 （上海计算机软件技术开发中心，上海２０１１１２）

Cadence仿真简介

时序计算和Cadence仿真结果的运用 中兴通讯康讯研究所EDA设计部余昌盛刘忠亮 摘要：本文通过对源同步时序公式的推导，结合对SPECCTRAQuest时序仿真方法的分析，推导出了使用SPECCTRAQuest进行时序仿真时的计算公式，并对公式的使用进行了说明。 关键词：时序仿真源同步时序电路时序公式 一．前言 通常我们在时序仿真中，首先通过时序计算公式得到数据信号与时钟信号的理论关系，在Cadence仿真中，我们也获得了一系列的仿真结果，怎样把仿真结果正确的运用到公式中，仿真结果的具体含义是什么，是我们正确使用Cadence仿真工具的关键。下面对时序计算公式和仿真结果进行详细分析。 二．时序关系的计算 电路设计中的时序计算，就是根据信号驱动器件的输出信号与时钟的关系（Tco——时钟到数据输出有效时间）和信号与时钟在PCB上的传输时间（Tflytime）同时考虑信号驱动的负载效应、时钟的抖动（Tjitter）、共同时钟的相位偏移（Tskew）等，从而在接收端满足接收器件的建立时间（Tsetup）和保持时间（Thold）要求。通过这些参数，我们可以推导出满足建立时间和保持时间的计算公式。 时序电路根据时钟的同步方式的不同，通常分为源同步时序电路（Source-synchronous timing）和共同时钟同步电路（common-clock timing）。这两者在时序分析方法上是类似的，下面以源同步电路来说明。 源同步时序电路也就是同步时钟由发送数据或接收数据的芯片提供。图1中，时钟信号是由CPU驱动到SDRAM方向的单向时钟，数据线Data是双向的。 图1

图2是信号由CPU 向SDRAM 驱动时的时序图，也就是数据与时钟的传输方向相同时 的情况。 Tsetup ’ Thold ’ CPU CLK OUT SDRAM CLK IN CPU Signals OUT SDRAM Signals IN Tco_min Tco_max T ft_clk T ft_data T cycle SDRAM ’S inputs Setup time SDRAM ’S inputs Hold time 图2 图中参数解释如下： ■ Tft_clk ：时钟信号在PCB 板上的传输时间； ■ Tft_data ：数据信号在PCB 板上的传输时间； ■ Tcycle ：时钟周期 ■ Tsetup’：数据到达接收缓冲器端口时实际的建立时间； ■ Thold’：数据到达接收缓冲器端口时实际的保持时间； ■ Tco_max/Tco_min ：时钟到数据的输出有效时间。 由图2的时序图，我们可以推导出，为了满足接收芯片的Tsetup 和Thold 时序要求，即 Tsetup’>Tsetup 和Thold’>Thold ，所以Tft_clk 和Tft_data 应满足如下等式： Tft_data_min > Thold – Tco_min + Tft_clk （公式1） Tft_data_max < Tcycle - Tsetup – Tco_max + Tft_clk (公式2) 当信号与时钟传输方向相反时，也就是图1中数据由SDRAM 向CPU 芯片驱动时，可 以推导出类似的公式： Tft_data_min > Thold – Tco_min - Tft_clk （公式3） Tft_data_max < Tcycle - Tsetup – Tco_max - Tft_clk （公式4） 如果我们把时钟的传输延时Tft_clk 看成是一个带符号的数，当时钟的驱动方向与数据 驱动方向相同时，定义Tft_clk 为正数，当时钟驱动方向与数据驱动方向相反时，定义Tft_clk 为负数，则公式3和公式4可以统一到公式1和公式2中。 三．Cadence 的时序仿真 在上面推导出了时序的计算公式，在公式中用到了器件手册中的Tco 参数，器件手册中 Tco 参数的获得，实际上是在某一种测试条件下的测量值，而在实际使用上，驱动器的实际 负载并不是手册上给出的负载条件，因此，我们有必要使用一种工具仿真在实际负载条件下 的信号延时。Cadence 提供了这种工具，它通过仿真提供了实际负载条件下和测试负载条件 下的延时相对值。 我们先来回顾一下CADENCE 的仿真报告形式。仿真报告中涉及到三个参数：FTSmode 、

Cadence 原理图库设计

Cadence原理图库设计 一.工具及库文件目录结构 Cadence提供Part Developer库开发工具供大家建原理图库使用。 Cadence 的元件库必具备如下文件目录结构为： Library----------cell----------view(包括Sym_1,Entity,Chips,Part-table) Sym_1:存放元件符号 Entity:存放元件端口的高层语言描述 Chips:存放元件的物理封装说明和属性 Part-table:存放元件的附加属性，用于构造企业特定部件 我们可以通过定义或修改上述几个文件的内容来创建和修改一个元件库，但通过以下几个步骤来创建元件库则更直观可靠一些。 二.定义逻辑管脚 在打开或新建的Project Manager中，如图示，打开Part Developer。 然后出现如下画面， 点击Create New,下图新菜单中提示大家选择库路径，新建库元件名称及器件类型。

点击ok后，Part Developer首先让大家输入元件的逻辑管脚。一个原理图符号可以有标量管脚和矢量管脚。 标量管脚在符号中有确定位置，便于检查信号与管脚的对应，但矢量管脚却可使原理图更简洁，适用于多位 总线管脚。 点击上图中的Edit,编辑器会让我们对首或尾带有数字的字符串的多种输入方式（A1; 1A; 1A1）进行选择,一但选定，编辑器即可对同时具有数字和字母的管脚输入进行矢量或标量界定。 管脚名首尾均不带数字的字符串如A; A1A则自动被识别为标量管脚。 按照元件手册决定管脚名称及逻辑方向,选择是否为低电平有效，点击ADD即可加入新的管脚。 (注：不论是标量或矢量管脚，均可采用集体输入，如在Pin Names栏可输入A1-A8, 1C-16C)

cadence仿真流程

第一章在Allegro 中准备好进行SI 仿真的PCB 板图 1)在Cadence 中进行SI 分析可以通过几种方式得到结果： * Allegro 的PCB 画板界面，通过处理可以直接得到结果，或者直接以*.brd 存盘。 * 使用SpecctreQuest 打开*.brd，进行必要设置，通过处理直接得到结果。这实际与上述方式类似，只不过是两个独立的模块，真正的仿真软件是下面的SigXplore 程序。 * 直接打开SigXplore 建立拓扑进行仿真。 2)从PowerPCB 转换到Allegro 格式 在PowerPCb 中对已经完成的PCB 板，作如下操作： 在文件菜单，选择Export 操作，出现File Export 窗口，选择ASCII 格式*.asc 文件格式，并指定文件名称和路径(图1.1)。 图1.1 在PowerPCB 中输出通用ASC 格式文件

图1.2 PowerPCB 导出格式设置窗口 点击图1.1 的保存按钮后出现图1.2 ASCII 输出定制窗口，在该窗口中，点击“Select All”项、在Expand Attributes 中选中Parts 和Nets 两项，尤其注意在Format 窗口只能选择PowerPCB V3.0 以下版本格式，否则Allegro 不能正确导入。 3)在Allegro 中导入*.ascPCB 板图 在文件菜单，选择Import 操作，出现一个下拉菜单，在下拉菜单中选择PADS 项，出现PADS IN 设置窗口(图1.3)，在该窗口中需要设置3 个必要参数： 图1.3 转换阿三次文件参数设置窗口 i. 在的一栏那填入源asc 文件的目录

PCB设计与信号完整性仿真

本人技术屌丝一枚，从事PCB相关工作已达8年有余，现供职于世界闻名的首屈一指的芯片设计公司，从苦逼的板厂制板实习，到初入Pcblayout，再到各种仿真的实战，再到今天的销售工作，一步一步一路兢兢业业诚诚恳恳，有一些相关领悟和大家分享。买卖不成也可交流。 1.谈起硬件工作，是原理图，pcb，码农的结合体，如果你开始了苦逼的pcblayout工作，那么将是漫长的迷茫之路，日复一日年复一年，永远搞不完的布局，拉线。眼冒金星不是梦。最多你可以懂得各种模块的不同处理方式，各种高速信号的设计，但永远只能按照别人的意见进行，毫无乐趣。 2.谈起EDA相关软件，形象的说，就普通的PROTEL/AD来说你可能只有3-6K，对于pads 可能你有5-8K，对于ALLEGRO你可能6-10K,你会哀叹做的东西一样，却同工不同酬，没办法这就是市场，我们来不得无意义的抱怨。 3.众所周知，一个PCB从业者最好的后路就是仿真工作，为什么呢？一；你可以懂得各种模块的设计原则，可以优化不准确的部分，可以改善SI/PI可以做很多，这往往是至关重要的，你可以最大化节约成本，减少器件却功效相同；二；从一个pcblayout到仿真算是水到渠成，让路走的更远； 三：现实的说薪资可以到达11-15K or more，却更轻松，更有价值，发言权，你不愿意吗？ 现在由于本人已技术转销售，现在就是生意人了哈哈，我也查询过各种仿真资料我发现很少，最多不过是Mentor Graphics 的HyperLynx ，candense的si工具，

但是他们真的太low了，精确度和完整性根本不能保证，最多是定性的能力，无法定量。真正的仿真是完整的die到die的仿真，是完整的系统的，是需要更高级的仿真软件，被收购的xxsigrity，xx ansys，hspicexx，adxx等等，这些软件才是真正的仿真。 本人提供各种软件及实战代码，例子，从基本入门到高级仿真，从电源仿真，到ddr仿真到高速串行仿真，应有尽有，，完全可以使用，想想以后的高薪，这点投入算什么呢？舍不得孩子套不住狼哦。 所有软件全兼容32位和64位系统。 切记本人还提供学习手册，你懂的，完全快速进入仿真领域。你懂的！ 希望各位好好斟酌，自己的路是哪个方向，是否想更好的发展，舍得是哲学范畴，投资看得是利润的最大化，学会投资吧，因为他值得拥有，骚年！ 注：本人也可提供培训服务，面面俱到，形象具体，包会！ 有购买和学习培训兴趣的请联系 QQ:2941392162

于博士Cadence视频教程原理图设计pdf

Cadence SPB 15.7 快速入门视频教程 的SPB 16.2版本 第01讲 - 第15讲：OrCAD Capture CIS原理图创建 第16讲 - 第26讲：Cadence Allegro PCB创建封装 第27讲 - 第36讲：Cadence Allegro PCB创建电路板和元器件布局 第37讲 - 第46讲：Cadence Allegro PCB设置布线规则 第47讲 - 第56讲：Cadence Allegro PCB布线 第57讲 - 第60讲：Cadence Allegro PCB后处理、制作光绘文件 第1讲 课程介绍，学习方法，了解CADENCE软件 1．要开发的工程 本教程以下面的例子来开始原理图设计和PCB布线 2．教程内容

3．软件介绍 Design Entry CIS：板级原理图工具 Design Entry HDL：设计芯片的原理图工具，板级设计不用 Layout Plus：OrCAD自带的PCB布线工具，功能不如PCB Editor强大 Layout Plus SmartRoute Calibrate：OrCAD自带的PCB布线工具，功能不如PCB Editor强大PCB Editor：Cadence 的PCB布线工具 PCB Librarian：Cadence 的PCB封装制作工具 PCB Router：Cadence 的自动布线器 PCB SI：Cadence 的PCB信号完整性信号仿真的工具 SigXplorer：Cadence 的PCB信号完整性信号仿真的工具 4．软件列表

5．开始学习Design Entry CIS 启动：Start/Cadence SPB 16.2/Design Entry CIS 启动后，显示下图： 里面有很多选项，应该是对应不同的License 本教程使用：OrCAD Capture CIS 我个人认为：Allegro PCB Design CIS XL是所有可选程序中，功能最强大的，但不知道，强在哪里；而且本教程的原理图文件可以使用上表中不同的程序打开 6．选择OrCAD Capture CIS，启动后显示下图

Altium Demo系列_信号完整性分析SI仿真

信号完整性分析SI仿真Demo Altium Designer的SI仿真功能，可以在原理图阶段假定PCB环境进行布线前预仿真，帮助用户进行设计空间探索，也可以在PCB布线后按照实际设计环境进行仿真验证，并辅以虚拟端接，参数扫描等功能，帮助用户考察和优化设计，增强设计信心。 1.在Windows下打开SI_demo子目录，双击打开演示案例项目 SI_demo.prjpcb，当前项目树中只有一页原理图SI_demo.schdoc，双击 SI_demo.schdoc打开原理图。观察到图中有U2和U3两个IC器件。 2.为器件指定IBIS模型（如果元件库中该器件已有正确的IBIS模型，则可跳 过步骤2） 通过双击器件U2，弹出以下窗口：

点击Add右边的下拉箭头，选择Signal Integrity，为器件U2指定SI仿真用的IBIS模型。 在弹出的SI模型选择窗口中点击 Import IBIS，选择U2对应的IBIS模 型文件导入，本例中U2的IBIS模型 文件为SI_demo文件夹中的文件 5107_lmi.ibs，后面各窗口一直点击 OK，直到回到原理图界面，U2的模 型设定完成。 双击器件U3，按照同样的步骤为U3 指定IBIS模型，其对应的IBIS模型 文件为：edd2516akta01.ibs

3.为关注的网络设定规则 通过点击主菜单下的Place->Directives->Blanket，放置一个方框，将所关注的网络名称框住（本例中已经框住了LMID00-LMID15共16位数据总线）。 然后同样通过Place->Directives->PCB Layout, 放置一个PCB Rule规则符号，置于方框的边界上。

五款信号完整性仿真分析工具

SI 五款信号完整性仿真工具介绍 （一）Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB 设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，An soft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB 设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft 的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： Slwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何 数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D 图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿 （二）SPECCTRAQuest Cade nee的工具采用Sun的电源层分析模块: Cade nee Design System 的SpeeetraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI 。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer 可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在