当你设计时PCB后布局模拟

2021年12月10日,

关键的外卖

什么是PCB后布局仿真?
设计人员可以在布局环境中运行的不同类型的模拟。
一个完整的PCB设计系统与后布局模拟可以如何帮助。

印刷电路板上的典型迹线布线

电子产品制造商的目标是尽快设计和制造高质量的新产品，使其在竞争中领先于市场。然而，传统的设计流程是构建工作原型来测试电路板的功能，这可能会使开发进度成倍增加。相比之下，对电路板功能的模拟可以大大加快设计周期，还可以提高设计的整体质量。

PCB设计模拟器可以分为两组;那些模拟要设计的电路和那些在电路被设计后分析电路的。符合当今的性能要求高速设计，这些模拟器的使用已经成为电子开发过程中常规和必要的一部分。幸运的是，这些工具正在变得更容易使用，并找到了进入标准PCB布局过程的方法。以下是PCB后布局模拟的详细介绍，以及它如何在设计者的下一个设计期间使他们受益。

PCB设计模拟器

今天，复杂电路板的设计很少没有设计仿真的帮助。有许多不同类型和品牌的模拟器，其中一些作为独立的工具运行，而另一些则被集成到完整的PCB设计系统中。

设计模拟器可以分为预布局和后布局工具，预布局模拟器创建用于开发设计的参数。这就把验证设计是否符合这些参数的工作留给了后布局模拟器。预布局模拟器，如SPICE工具(集成电路重点仿真程序)，评估电路逻辑原理图．相比之下，后布局模拟器或分析工具是根据完成的物理布局运行的。

模拟器的计算依赖于来自设计的连通性输入，以及组件和电路模型。后布局模拟器还将从路由板中提取物理元素进行计算。这些元素包括迹线、通孔、金属区域填充和平面，以及计算所需的其他板级物理信息，如介电材料类型、宽度和常数。所有这些信息都用于开发模拟数据库，并将结果反馈给设计师。

设计过程中PCB后布局模拟的好处

在后布局模拟过去是一个比现在复杂得多的过程。最初，PCB布局信息必须导出到一个独立的分析系统，需要一个信号完整性专家来解释数据。这个过程消耗了布局团队等待所需结果的大量时间。值得庆幸的是，许多模拟器的使用已经简化，并被纳入到标准的PCB布局系统中，它们可以向电路板设计人员提供即时反馈。

后布局模拟现在可以运行布局团队期间的地方和路线阶段的设计．像这样的在线分析通过向设计团队提供关于在布置过程中遇到的任何信号完整性问题的即时反馈，缩短了设计周期。设计团队现在可以路由一个总线的轨迹，然后用模拟器分析该路由，以确定它是否提供了预期的信号完整性。如果不是，模拟器将在板布局上显示图形指示，显示需要调整哪些轨迹以纠正问题。

接下来，让我们看看一些可用的基于PCB布局的模拟器，看看它们如何帮助设计人员。

电路板布局模拟器

PCB布局设计人员的生产力大大提高了仿真结果在他们的指尖。这里是设计师现在可以在布局过程中运行的一些模拟。

信号返回路径

建立清晰的信号返回路径是非常重要的参考平面高速PCB设计。由于通孔密集区域、切割和槽等单板特征或甚至分割平面而阻塞的返回路径会导致信号返回在单板周围徘徊。这些徘徊的返回路径在行进过程中总是会产生显著的噪声和电磁干扰。来自信号路径问题的噪声和干扰是信号完整性问题的主要来源之一，很容易降低电路的功能。

通过基于PCB布局的返回路径模拟，设计人员可以快速发现目标信号及其返回路径之间的问题。结果清楚地显示在布局上，让设计师选择如何最好地解决问题，如下面的视频所示。

PCB信号返回路径的后布局仿真

耦合

在一种称为串扰的情况下，离其他网络太近的敏感信号可能会被更强的信号破坏。攻击者的信号可能会压制较弱的信号，使其模仿较强信号的行为。即使轨迹之间的间距可能足以满足电路板的制造要求，但可能不足以防止它们之间的无意电磁耦合。此外，串扰不仅可能发生在并行路由的迹线之间，也可能发生在运行在相邻层板上的并行迹线之间。

在过去，解决像串音这样的问题依赖于设计师花大量时间运行独立的分析工具或调试原型电路板。现在，有了如下所示的后布局模拟工具，耦合问题可以很容易地诊断和纠正，而电路板仍在布局中。