《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > EDA與制造 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > Cadence PCB設(shè)計(jì)仿真技術(shù)
Cadence PCB設(shè)計(jì)仿真技術(shù)
摘要: 對(duì)于較大型的設(shè)計(jì),PCB設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)尤其需要快速可靠的仿真,以完成設(shè)計(jì)任務(wù)。Cadence仿真技術(shù)提供了和PCB設(shè)計(jì)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)環(huán)境。
Abstract:
Key words :

  Cadence PCB設(shè)計(jì)仿真技術(shù)提供了一個(gè)全功能的模擬仿真器,并支持?jǐn)?shù)字元件幫助解決幾乎所有的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),從高頻系統(tǒng)到低功耗IC設(shè)計(jì),這個(gè)強(qiáng)大的仿真引擎可以容易地同各個(gè)Cadence PCB原理圖輸入工具結(jié)合,加速了上市時(shí)間并控制了運(yùn)作成本,它交互式,易于使用的圖形用戶界面可提供對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的完全控制,來(lái)自多家廠商的模型支持,內(nèi)置數(shù)學(xué)函數(shù)和行為建模技術(shù)等資源的可用性促成了高效的設(shè)計(jì)過(guò)程,在仿真器之上建立先進(jìn)的分析特性,敏感性, 蒙特卡洛, 應(yīng)力分析和帶有多個(gè)引擎的優(yōu)化器,改善了設(shè)計(jì)性能,成本效益和可靠性。

  Cadence PCB設(shè)計(jì)仿真技術(shù)可以在以下產(chǎn)品中獲取:
  . Cadence allegro. aMS Simulator
  . Cadence PSpice. simulation Cadence PSpice仿真
  該產(chǎn)品與allegro design entry HdL和Cadence OrCad. Capture緊密集成,同時(shí)該仿真技術(shù)也可以在強(qiáng)大的協(xié)同仿真環(huán)境,SLPS,中與MathWorks的MaTLaB Simulink軟件包連接,見(jiàn)圖1。

Cadence PCB設(shè)計(jì)仿真技術(shù)

  優(yōu)點(diǎn)

  . 改善大型設(shè)計(jì)的仿真次數(shù),可靠性和收斂
  . 通過(guò)整合的模擬和事件驅(qū)動(dòng)的數(shù)字仿真既提高了速度,又無(wú)需犧牲準(zhǔn)確性
  . 利用基本直流,交流,噪聲和瞬態(tài)分析來(lái)探測(cè)電路行為
  . 允許使用SLPS進(jìn)行實(shí)際電氣設(shè)計(jì)的系統(tǒng)級(jí)接口的測(cè)試
  . 超過(guò)20,000個(gè)模擬和混合信號(hào)模型庫(kù)供選擇
  . 允許模擬和數(shù)字信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別,并應(yīng)用到模擬到數(shù)字和數(shù)字到模擬接口
  . 在付諸硬件實(shí)施之前使用假設(shè)的理念來(lái)CADENCE

  PCB設(shè)計(jì)仿真

  混合模擬/數(shù)字仿真

  集成的模擬和事件驅(qū)動(dòng)數(shù)字仿真提高了速度而無(wú)需犧牲精確性,單獨(dú)的圖形化波形分析器在同一時(shí)間軸上顯示混合模擬和數(shù)字仿真的結(jié)果,數(shù)字功能支持5種邏輯電平和64種強(qiáng)度,由負(fù)載而定的延遲,以及hazard/race檢查, allegro aMS Simulator 和PSpice仿真還具有針對(duì)數(shù)字門(mén)和約束檢查,如setup和hold時(shí)序的傳播建模特性,

  模擬分析

  使用直流,交流,噪聲,瞬態(tài),參數(shù)掃描,蒙特卡洛和直流敏感性分析探測(cè)電路行為,allegro aMS Simulator和PSpice技術(shù)包含若干交互仿真控制器和兩個(gè)仿真解算器。

  圖形結(jié)果和數(shù)據(jù)顯示

  Probe Windows允許用戶從擴(kuò)展的一組數(shù)學(xué)函數(shù)中進(jìn)行選擇,用于仿真輸出變量, 通過(guò)在原理圖內(nèi)直接將標(biāo)記放置在所希望的管腳,網(wǎng)絡(luò),和零件上,設(shè)計(jì)師可以創(chuàng)建繪圖窗口模板并用它們?nèi)菀椎剡M(jìn)行復(fù)雜的量測(cè), 使用內(nèi)置的量測(cè)函數(shù)和定制量測(cè)的創(chuàng)建, 該工具還可以幫用戶測(cè)量電路的性能特征,為顯示數(shù)據(jù),附加的功能允許進(jìn)行電路電壓,電流和功耗的實(shí)際和復(fù)雜函數(shù)繪圖,包括用于幅值和相位裕度的Bodé圖及用于小信號(hào)特征的導(dǎo)數(shù),見(jiàn)圖2。

模擬環(huán)境

  尋求設(shè)計(jì)的關(guān)系

  . 使用優(yōu)化器優(yōu)化電路性能
  . 使用數(shù)學(xué)表達(dá)式,函數(shù)和行為器件替代和仿真復(fù)雜電路的功能模塊,
  . 使用應(yīng)力分析并通過(guò)使用蒙特卡洛分析觀察組件成品率,確定哪個(gè)組件受載過(guò)大,

  特性

  Cadence的PCB設(shè)計(jì)仿真技術(shù)與Cadence的從前端到后端PCB設(shè)計(jì)流程無(wú)縫集成,使用于仿真和PCB設(shè)計(jì)的單獨(dú),統(tǒng)一的設(shè)計(jì)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)成為可能。

  設(shè)計(jì)輸入和編輯

  使用Cadence原理圖設(shè)計(jì)輸入技術(shù),可從超過(guò)18,000個(gè)符號(hào)和模型的庫(kù)中選擇以進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真,它提供許多特性,使得原理圖輸入和模擬仿真設(shè)計(jì)變得容易,這兩項(xiàng)集成都包括一鍵仿真和交叉探測(cè)和許多其他的仿真工具。

  激勵(lì)創(chuàng)建

  使用可參數(shù)化描述的內(nèi)置函數(shù)或用鼠標(biāo)手繪分段線性,PWL,信號(hào)來(lái)創(chuàng)建任意形狀的激勵(lì),為信號(hào),時(shí)鐘和總線創(chuàng)建數(shù)字激勵(lì),單擊并拖動(dòng)以引入和移動(dòng)轉(zhuǎn)換。

  電路仿真

  用戶可以很容易地建立和運(yùn)行仿真,然后從Probe交叉探測(cè)仿真結(jié)果,Probe是一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的波形觀察器,對(duì)多種仿真profile的支持使用戶可以在同一原理圖上調(diào)用并運(yùn)行不同的仿真,仿真偏置結(jié)果可以在原理圖上直接進(jìn)行觀察,包括節(jié)點(diǎn)電壓,器件功率計(jì)算,管腳和支路電流,對(duì)檢查點(diǎn)重啟的支持,允許設(shè)計(jì)師在同一電路以很少的改變進(jìn)行多次仿真時(shí),減少仿真的次數(shù)。

  MOdeLS模型

  內(nèi)含大量不同的精確內(nèi)部模型,它通常有溫度效應(yīng),為仿真添加了靈活性,模型有R,L,C和二極管,以及,
  . 內(nèi)置IGBT
  . 七種MOSFeT模型,包括業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的BSIM3v3.2和新的eKV 2.6模型
  . 五種GaasFeT模型,包括Parker-Skellern 和 TriQuint TOM-2,TOM-3模型
  . 非線性 磁性模型,具備飽和與磁滯現(xiàn)象
  . 整合了延遲,反射,損失,散射和串?dāng)_的傳輸線性模型. 數(shù)字原件,包括帶有模擬I/O模型的雙向

 

  傳輸門(mén)

  . 兩種電池模型,允許對(duì)放電周期和運(yùn)行條件進(jìn)行精確仿真器件方程開(kāi)發(fā)包,dedK,允許新的內(nèi)部模型方程的實(shí)現(xiàn),這些方程可以同allegro aMS Simulator和PSpice仿真一起使用。

  模型庫(kù)

  用戶可以從北美,日本,歐洲生產(chǎn)的超過(guò)18,000種模擬和混合信號(hào)器件模型, 及超過(guò)4,500種BJT,JFeT,MOSFeT, IGBT,SCR,磁芯和螺線管,功率二極管和橋接器,運(yùn)算放大器,光電耦合器,調(diào)節(jié)器, PWM控制器,乘法器,定時(shí)器和采樣保持器等參數(shù)化的模型中進(jìn)行選擇。

  模型編輯

  可以很容易地抽取所支持器件類型的模型,只需輸入器件技術(shù)資料中要求的數(shù)據(jù)。

  行為建模

  功能模塊使用數(shù)學(xué)表達(dá)式和函數(shù)進(jìn)行描述,允許設(shè)計(jì)師充分利用一整套數(shù)學(xué)運(yùn)算器,非線性函數(shù)和濾波器,電路行為可以在時(shí)域或頻域使用公式,包括拉普拉斯變換,或查找表進(jìn)行定義,錯(cuò)誤和警告信息可以在不同條件下進(jìn)行指定,用戶可以容易地選擇在一個(gè)層級(jí)中已被傳遞到子電路的參數(shù),并將它們插入傳遞函數(shù)中,新的行為功能包括in(x), exp(x),sqrt(x)等數(shù)學(xué)函數(shù)。

  磁性零件編輯

  磁性零件編輯器可以幫助設(shè)計(jì)師解決手工設(shè)計(jì)變壓器時(shí)遇到的問(wèn)題,用戶可以設(shè)計(jì)磁性變壓器和直流電感,并為可用于allegro aMS仿真器電路的變壓器和電感生成仿真模型,磁性零件編輯器還允許設(shè)計(jì)師生成制造變壓器或感應(yīng)器所需的數(shù)據(jù), 設(shè)計(jì)過(guò)程完成后由Magdesigner生成的制造商報(bào)告,包含了廠商生產(chǎn)商用變壓器所需的全部數(shù)據(jù)。

  加密

  加密特性允許使用56位deS算法對(duì)模型進(jìn)行加密。

  SLPS

  Cadence仿真技術(shù)和MathWorks的MaTLaB Simul ink軟件包將兩個(gè)業(yè)界領(lǐng)先的仿真工具集成在一個(gè)強(qiáng)大的協(xié)同仿真環(huán)境,SLPS,Simulink是一個(gè)用于多域仿真和基于模型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)平,SLPS集成允許設(shè)計(jì)師完成包含真實(shí)組件實(shí)際電氣模型的系統(tǒng)級(jí)仿真,設(shè)計(jì)和集成問(wèn)題可以在設(shè)計(jì)過(guò)程更早的時(shí)期發(fā)現(xiàn),減少了電路設(shè)計(jì)所需的原型數(shù)量,SLPS集成還可使機(jī)電系統(tǒng),如控制模塊,傳感器及電源轉(zhuǎn)換器,的設(shè)計(jì)師完成集成系統(tǒng)和電路仿真,見(jiàn)圖3。

SLPS集成

  檢查點(diǎn)重啟

  該特性允許設(shè)計(jì)師在不同時(shí)間點(diǎn)保存仿真狀態(tài),然后從任意仿真狀態(tài)重新啟動(dòng)仿真,從而節(jié)約了時(shí)間,在從前面記錄過(guò)的時(shí)間狀態(tài)重啟仿真之前,設(shè)計(jì)師可以修改仿真設(shè)置和設(shè)計(jì)參數(shù)。

  自動(dòng)收斂選項(xiàng)

  該選項(xiàng)使仿真器自動(dòng)改變收斂的容差限制,以完成設(shè)計(jì)收斂,設(shè)計(jì)師可以使用該選項(xiàng)獲得收斂,然后通過(guò)進(jìn)一步修改仿真器選項(xiàng)對(duì)仿真進(jìn)行微調(diào),對(duì)于電源電子設(shè)計(jì),推薦該選項(xiàng)。

  高級(jí)分析功能

  使用高級(jí)的分析功能,設(shè)計(jì)師可以自動(dòng)地優(yōu)化電路性能,敏感性分析,優(yōu)化, Smoke,應(yīng)力分析,和蒙特卡洛,成品率分析,這四項(xiàng)重要功能,使工程師們可以創(chuàng)建設(shè)計(jì)的虛擬原型并自動(dòng)優(yōu)化電路性能,可以同時(shí)處理多個(gè)仿真profile間的測(cè)量。

  敏感性

  通過(guò)檢查各組件本身及與其他組件相比時(shí)組件對(duì)電路行為的影響,敏感性選項(xiàng)可以識(shí)別哪些組件參數(shù)對(duì)完成電路性能的目標(biāo)是關(guān)鍵的,它允許設(shè)計(jì)師識(shí)別敏感性組件并將它們導(dǎo)出至優(yōu)化器,以微調(diào)電路行為。

  優(yōu)化器

  優(yōu)化器可以分析模擬電路和系統(tǒng),比反復(fù)迭代測(cè)試更快地對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行微調(diào),它有助于發(fā)現(xiàn)最佳組件值以滿足性能目標(biāo)和約束,設(shè)計(jì)師可以使用優(yōu)化器來(lái)提升設(shè)計(jì)性能,為滿足新的規(guī)范更新設(shè)計(jì),為自頂向下設(shè)計(jì)和模型生成優(yōu)化行為模型,并調(diào)整電路以滿足量測(cè)或曲線形式的已知結(jié)果, 該優(yōu)化器包括四個(gè)引擎,最小二乘二次方,LSQ,引擎,修正的LSQ引擎,隨機(jī)引擎和離散引擎。

  SMOKe

  Smoke選項(xiàng)可以對(duì)電能耗散,連接點(diǎn)溫度增加,二次崩潰,或電壓/電流限制違例引起受壓的部件做出預(yù)警,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間, 這些部件可能導(dǎo)致電路失敗,設(shè)計(jì)師可以用Smoke將電路仿真結(jié)果和部件的安全運(yùn)行限制進(jìn)行對(duì)比,如果超過(guò)限制,Smoke 就可以識(shí)別問(wèn)題參數(shù),使用Smoke分析還可用于創(chuàng)建,修改和配置供使用的decrate 文件,見(jiàn)圖4。

Smoke

  蒙特卡洛

  當(dāng)零件值在它們的容許范圍內(nèi)變化時(shí),蒙特卡洛可以在統(tǒng)計(jì)上預(yù)測(cè)電路的行為,蒙特卡洛還可以計(jì)算成品率,這可以用于大規(guī)模制造的預(yù)測(cè),使用蒙特卡洛可用于根據(jù)規(guī)格計(jì)算成品率,計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以概率密度直方圖的形式顯示結(jié)果,以及以累計(jì)分布圖形式顯示結(jié)果。

  參數(shù)化掃描器

  電路一經(jīng)創(chuàng)建和仿真,參數(shù)化掃描器即被用于掃描多種參數(shù),任意數(shù)量的設(shè)計(jì)和模型參數(shù),的任意組合,都可以進(jìn)行掃描, 結(jié)果以表格或圖的形式進(jìn)行查看 ,設(shè)計(jì)師可使用參數(shù)化掃描器掃描器件/模型參數(shù), 以電子表格形式顯示掃描結(jié)果,在探測(cè)界面分配量測(cè)結(jié)果,及評(píng)估分析之后的結(jié)果。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。