sigritypi分析工具介绍

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1、Sigrity电源完整性（PI）解决方案Sigrity推荐的PI频域分析流程PCB布线文件PowerDC进行直流分析PowerSI进行交流分析BroadbandSPICE进行模型转换OptimizePI进行电容优化直流电分析：PowerDC-ESigrityPI仿真解决方案不考虑直流问题冒烟or冒火？常见DC问题1：直流压降（IRDrop）IRDrop其含义为直流工作时由直流电阻造成的电压降，而此时的压降可直接由I*R的乘积得到因而得名ASIC芯片的正常工作需要持续稳定的电压源芯片厂商一般允许电压可以在一定范围内波动；电源的波动实际是由

2、DC损耗和AC噪声这两部分构成的；IRDrop的容限通常为供电电压的5%（或更低）；如果总的容限为常数，那么降低了DC损耗将为AC噪声留出更大的设计余量各种设计中的不利因素使DCIRDrop问题加剧核心供电电压持续减小：1.2V供电变得司空见惯；器件的工作电流持续增大，使IRDrop也有不断增大的趋势；层数变少和高密度布线使电源网络的布线空间受到压缩和限制；过孔周围的反焊盘使原来完整的电源平面变得支离破碎；越来越复杂的PCB结构使非常有经验的工程师也难以靠手工完成IRDrop的计算IRDrop是一个系统级的问题分析中有时需要考虑封装以及多个

3、子板的整个系统级的PDN网络；需要优化系统中每个器件的电压容限，确保他们都能正常工作；有些高端系统的VRM还带有电压反馈，反馈线的设计需要科学布局才能发挥最大效果常见DC问题1：IRDrop分析的重要性Fig1IRDrop使系统的电压波动超标，系统不能正常工作Fig2各种设计中的不利因素使IRDrop的问题加剧常见DC问题2：电流密度当电流通过一个狭窄区域的时候，通常会产生较大的电流密度，从而导致PCB板局部温度的升高。电源平面上最大的电流密度区域通常称之为电流热点（HotSpot），这些电流热点有可能导致严重的热可靠性问题。设计人员应尽量

4、使板上的电流密度分布均匀，并且最大值尽量不要超过常用的经验门限100A/mm2。PowerDC的算法及理论基础PowerDC基于电磁场理论求出电源/地平面上的电压分布、电流密度的矢量分布，过孔电流和电阻。全新的FEM仿真引擎在仿真精度和效率上有了很大的提升。其精细的三角形网格剖分比其他工具采用的矩形网格在计算结果和显示精度上要先进很多，另外特有的快速算法使工具即使在仿真大型PCB时也仅需数分钟的时间。精度比对1（与理论计算相比）上述案例为一个矩形的Vcc电源平面，VRM和Sink的电压观测点均参考同一个Reference节点。VRMSink

5、分析：平板电阻，假设VRM的供电电压为1V，Sink的工作电流为1A，则IRDrop＝1*0.06862＝0.06862(V)，因此SinkVoltage＝1-0.06862≈0.9314(V)仿真结果如下，Sink端得到的实际电压也为0.9314V，与理论计算的结果吻合的非常好。精度比对2（与Lab实测相比）应用1：分析封装的电压分布根据IRDrop的分析，可以决定电源/地网络所需要的bump，pad和ball的数量；根据ball的数量可以进一步的确定Package的大小应用2：分析封装的平面电流密度通常封装平面上的某些局部区域会出现相对

6、于其他区域特别大的电流，这种功能有助于定位最大的电流密度区域，并放置相应的电源/地的过孔。找出平面上最大的电流密度“热点”区域应用3：分析PCB的电压分布（Flextronics应用实例）应用4：分析PCB的电流分布（Flextronics应用实例）应用5：PCB的IRDrop超标案例IRdroptargetis66mV超标159%电源走线太细太长，导致直流压降过大，从而引起重要器件的供电不足！应用6：PCB的过孔电流超标案例Hotspotidentifier下图中的黄色过孔为2个电源重叠部分的汇流孔，因此电流显得特别大一些。应用7：PCB

7、的电流密度超标案例大电流密度显示电流密度超过5mA/mil^2的部分，小于该门限的将以灰色显示应用8：最佳感应线Layer$V1Layer$V2Layer$G1Layer$G2Layer$G3Layer$G4Layer$G5应用9：3D立体显示电压和电流分布电流密度电压分布PowerDC总结（主要功能列表）布局布线前/后PCB或IC封装DC分析；彩色显示PCB各层的电压分布、平面电流分布和过孔电流分布；可仿真LumpedtoLumped，LumpedtoMultiple，MultipletoLumped以及MultipletoMultipl

8、e等各种形式的pin-to-pin电阻；还可仿真多端口的阻抗网络，并生成DC情况下相应的S-param模型和SPICE等效模型；多子板/多封装的IRDrop分析；流程化仿真，指导