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多板PCB系统的有效集成电路仿真

特写镜头,电视屏幕周围有一群观众

曾几何时,在电影院看电影和在家里看电影是完全不同的体验。显然,环境是不同的,但最重要的变化是屏幕尺寸和视觉角度。在家里,你只能看到大约30英寸或更小的屏幕,而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,以此为基础来解读这部电影。今天,这种差异不再存在,你可以在家里就能看到电影的全部效果。

在向合同制造商(CM)发布电路板设计之前,您可以做的最重要的事情之一是对其进行分析。这一点之所以重要的原因有很多,其中最重要的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,对于更复杂的集成电路,分析就没有那么简单了。当您的设计包含多个相互连接的pcb上的许多集成电路时,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。要了解这种支持的好处,首先要了解在单板和多板上的典型集成电路仿真。然后,我们将研究对单板或多板PCB系统进行集成电路仿真的最有效方法。

单板集成电路仿真

集成电路,通常被称为IC芯片,是电子世界的超级明星。更有可能的是,您的电路板布局将包括至少一个甚至几个这样的设备。它们的结构可以很简单,例如一组相同的分立器件;如NAND, NOR或XOR门,以极其复杂的数千个元件和大量的内部电路。

多集成电路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),微处理单元(mpu),其范围可能从少量引脚到数百个,以及片上系统(SoC)设备,其可能包含集成电路上的整个计算机系统。

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。增强您的设计方法可以将混合信号模拟过程提升为混合电平过程。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,使用自顶向下的方法设计数字电路。

这种类型的分析结果可以提供丰富的重要信息,可用于改进您的电路板设计。例如,您可以验证设备和单板的操作,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

多氯联苯通常不是孤立地起作用或工作的。相反,作为多板PCB系统的一部分,您的板更有可能需要向其他板发送输出,接收输入并与其他板通信。为了准确地分析集成电路,您必须能够评估电路板之间以及电路板本身的互连。

这种级别的仿真需要复杂的系统分析软件,可以执行系统级仿真以及采用专用信号分析,因为板互连可能是高密度和高速的。实际上,在所有情况下,您都需要使用第三方程序,例如行业标准PSpice软件包

设计方法流程图来自PSpice论文上的VHDL和FPGA模型

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

最有效的集成电路仿真

如上所述,执行集成电路仿真的能力提供了许多好处。这些并不局限于帮助评估性能或可操作性。事实上,这个模拟可以帮助你面向制造的设计在提交设计包之前,确保所需功能的布局规格实际上在CM的设备和工艺能力的公差范围内。然而,集成电路仿真方案会增加设计过程的时间和工时。因此,您有责任寻找执行此模拟的最有效方法。

最有效的集成电路仿真过程之一,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纳入您的设计,而无需在不同的软件包之间来回切换。这可以完成与先进的集成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,简化了设计变更的评估和合并,从而大大减少了与确保设计准备生产相关的时间和成本。

对于最有效的集成电路仿真的单或多板设计,Cadence提供了强大的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34,000个组件模型库和参数仿真等标准之外,还可以通过脆弱性和容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,如果有的话,设计更改最少。

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