ansys用于信号完整性分析的eda工具

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1、3第3章ANSYS用于信号完整性分析的EDA软件3.1ANSYS的EDA软件简介ANSYS电子自动化设计（EDA）软件，来自于著名的Ansoft公司，提供业界唯一完整的系统、电路和电磁场全集成化设计平台，完成从部件设计、电路仿真优化到系统仿真验证的全过程。作为ANSYS电子设计产品中的电路与电磁场工具，实现了与ANSYS仿真产品的无缝集成，可方便流畅地实现电磁场、电路、系统、流体、结构、热及应力的协同设计，全面仿真真实的物理世界，帮助用户实现创新性的设计，推动产品研发。作为业界唯一完整的系统、电路和电磁场全集成化设计平台

2、，ANSYS的EDA产品在高频和低频电磁场仿真、时域/频域非线性电路仿真、机电一体化设计技术等方面始终处于领导地位，广泛应用于各类高性能电子设备的设计，包括了航空、航天、电子、国防、集成电路、通讯、电机、汽车、船舶、石油、医疗仪器及机电系统设计，应用领域覆盖了网络设备与宽带部件，雷达、通信与电子对抗系统，集成电路（IC），印刷电路板（PCB），医疗电子系统，汽车电子系统，伺服与控制系统，供电系统和高低压电气，开关电源和电力电子系统，EMI/EMC设计等多个方面。ANSYS的EDA软件用于信号完整性分析的工具包括：HFSS

3、：三维高频结构全波电磁场仿真，对高速信号通道中的PCB、过孔、封装、连接器、电缆等进行精确的全波仿真、设计与建模，仿真机箱/机柜的屏蔽效能、谐振特性和PCB系统的辐射特性。SIwave：PCB板和封装信号完整性/电源完整性和EMI/EMC设计仿真工具，采用有限元法直接仿真复杂的PCB结构，得到PCB电源/地平面的谐振特性、完备的信号线传输模型、供电阻抗、直流压降、近场和远场辐射等特性。Designer：高速系统设计和仿真环境，可以动态连接和直接调用三维电磁场仿真、PCB电磁场仿真、电路仿真及测试数据，进行高速信号通道和P

4、CB工作特性仿真。ANSYS信号完整性分析与仿真实例Q2D（SI2D）/Q3DExtractor：二维和三维结构准静态电磁场仿真工具（Q2D以前称SI2D），直接计算并抽取连接器、封装、电缆、线束结构的电阻、电容和电感参数，生成SPICE等效电路模型，进行封装、电缆、线束和连接器的设计和模型抽取。TPA：BGA封装专用快速参数提取工具。ANSYS高性能SI/PI和EMI/EMC设计工具不仅拥有业界最好的电磁场仿真技术，还有领先的电路/系统仿真能力，能够将全波S参数互连结构寄生效应、驱动器和接收器的非线性模型包括在内，进行

5、精确而完备的仿真，从容应对复杂的高性能电子设备和数模混合电路中的信号完整性（SignalIntegrity，SI）和电源完整性（PowerIntegrity，PI）问题，包括芯片内部互连结构、芯片与封装、封装与PCB、PCB与连接器和电缆/线束以及系统的传输特性，数模隔离与干扰，PCB辐射与屏蔽，直流压降等，确保系统的性能。按照图3.1所示的ANSYS集成化高速系统设计平台，能够方便地管理多种来源的数据，实现协同设计与仿真。图3.1ANSYS集成化的高速系统设计平台3.2HFSS软件3.2.1HFSS概述HFSS（Hig

6、hFrequencyStructureSimulator）作为行业标准的电磁仿真工具，特别针对射频、微波以及信号完整性设计领域。由图3.2所示的HFSS仿真技术可知，作为基于频域有限元技术的三维全波电磁场求解器，HFSS可提取散射参数，显示三维电磁场图，生成远场辐射方向32ANSYS用于信号完整性分析的EDA软件第3章图，以及提供全波SPICE模型，该模型可用在Designer和其他信号完整性分析工具中。针对封装和PCB板上高速串行信号的信号完整性问题，工程师可以使用HFSS轻松地设计并评估连接器、传输线及PCB上的过孔

7、，高速元件引起的信号完整性和电磁干扰性能。最新版本的HFSS除了提供频域有限元电磁场求解器，还增加了积分方程求解器IE，以及时域有限元电磁场求解器HFSS-Transient，使得求解电磁场问题的规模和效率进一步提高。图3.2HFSS仿真技术3.2.2功能简介HFSS提供三维建模、电磁场仿真和结果后处理集成化环境，可以广泛用于微波天线、波导、滤波器、信号完整性和电磁兼容等领域的仿真。独有的自适应网格剖分和丰富的边界条件设置，能确保求解精确稳定，使得初学者能够与资深使用者一样，方便简单地得到精确的分析结果。3.2.3HFS

8、S在信号完整性分析中的作用HFSS是功能强大的任意三维结构电磁场全波仿真设计工具和EMI集成仿真验证环境。HFSS可以对设计中的任意三维结构进行从直流到几十GHz范围的全波分析，以S参数显示，用于分析信号的传输、反射及匹配特性，计算辐射、色散、模式转换和材料频变效应等对信号传输的影响，如整个电子设计系统高速关键路径，