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多板PCB系统中有效的集成电路仿真

特写,观众围绕着屏幕电视

从前,在电影院看电影和在家里看同一部电影是完全不同的体验。显然,游戏氛围有所不同,但最显著的变化是屏幕尺寸和视觉角度。在家里,你被限制在大约30英寸或更少,而电影院的屏幕相对来说是天文数字。这种差异不是微不足道的,因为它给了你一个完全不同的、不那么完整的视角,以作为你解读电影的基础。今天,这种差异已经不存在了,你可以在家里就能看到电影的全部效果。

在将您的板设计发布给合同制造商(CM)之前,您可以做的最重要的事情之一是分析它。这有很多重要的原因,其中一个重要原因是检查连接性和验证功能。对于简单的组件,检查跟踪连接非常简单。然而,对于集成电路,往往更加复杂,分析就不是那么简单了。当你的设计在多个相互连接的pcb上包含许多集成电路时,这种情况可能会令人恼火。

幸运的是,有一些方法可以帮助您执行这个重要的系统评估。这种类型的支持的好处可以通过首先查看典型的集成电路模拟的单板和多板来最好地理解。然后,我们将看看对单板或多板PCB系统进行集成电路模拟的最有效的方法。

单板集成电路仿真

集成电路,通常被称为IC芯片,是电子界的超级明星。更有可能的是,您的板布局将包括至少一个,可能是几个这样的设备。它们的架构可以很简单,例如,一组相同的分立设备;如NAND, NOR或XOR门,到极其复杂的数以千计的组件和大量的内部电路。

多ic PCB

简单和复杂的集成电路

一些更复杂的集成电路是现场可编程门阵列(fpga),微处理器(mpu),其范围可能从少量到数百个引脚,以及集成电路上可能包含整个计算机系统的芯片上的系统(SoC)设备。

虽然不能直接对这些器件进行内部分析,但可以通过提供所需的输入和评估器件输出来进行集成电路仿真。扩展您的设计方法可以将混合信号模拟过程提升为混合级过程。使用适当的SPICE仿真,可以使用传统的设计方法设计模拟电路,而使用自顶向下的方法设计数字电路。

这类分析的结果可以提供丰富的重要信息,可以用来改进您的电路板设计。例如,您可以验证设备和单板的运行,检查跟踪和测量信号完整性参数,评估您的板的热性能和设置控制阻抗和铜重量。

不幸的是,大多数PCB设计包不提供执行集成电路仿真的能力。在这些情况下,您将不得不在另一个应用程序中重新创建您的设计,或者将其导出到第三方电路分析程序。

跨多板设计的集成电路仿真

多氯联苯通常不能独立发挥作用或运作。相反,作为多板PCB系统的一部分,您的板更有可能被要求向其他板发送输出,从其他板接收输入并与其他板通信。为了准确地分析集成电路,你必须能够评估电路板之间以及电路板本身的相互连接。

这种级别的模拟需要复杂的系统分析软件,可以执行系统级别的模拟,并使用专用的信号分析,因为板互连可能是高密度和高速的。在几乎所有情况下,您都需要使用第三方程序,例如行业标准PSpice软件包

PSpice论文中VHDL和FPGA模型的设计方法流程图

利用SPICE模拟器的创造性设计方法,既可以对输入信号的到达时间进行精确建模,也可以研究由FPGA控制时模拟电路的行为。

最有效的集成电路仿真

如上所述,执行集成电路模拟的能力提供了许多好处。这些并不局限于帮助评估绩效或可操作性。事实上,这个模拟可以帮助你制造设计(DFM)在提交设计包之前,确保所需功能的布局规范实际上在CM设备和工艺能力的公差范围内。然而,集成电路模拟方案会增加设计过程中的时间和工时。因此,您有责任寻找执行此模拟的最有效方法。

最有效的集成电路模拟过程之一,允许您同时分析您的电路板或系统,并将所需的更改或修改直接合并到您的设计中,而无需在不同的软件包之间来回,这通常是必需的。这可以通过先进的和集成的三维设计和三维分析环境,比如Cadence的快板。


分析具有柔性互连的多个pcb

Cadence 3D多板集成电路仿真能力

如上图所示,Cadence Allegro提供系统级设计和分析,简化了设计更改的评估和合并,从而大大减少了与确保您的设计准备生产相关的时间和成本。

对于单板或多板设计最有效的集成电路模拟,Cadence提供了强大的功能设计和分析工具简化你的设计过程。PSpice软件模拟器,除了提供诸如34,000个元件模型库和参数模拟等标准之外,还可以通过漏洞和公差分析以及其他功能来完成您的电路,以确保您的设计的可制造性,如果有任何设计更改的话。

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