电源完整性仿真流程梳理

SIwave功能：

       SIwave 通过导入 PCB 和封装等复杂结构的互联结构模型，使用电磁场仿真技术提取信号和电源的分布参数，得到信号插损、回损、远端串扰（FEXT)、近端串扰（NEXT)、差分 S参数及共模抑制比等。再结合 Designer 等电路仿真器，可实现信号时序、反射、串扰及同步开关噪声的仿真。

       此外，SIwave 的谐振分析可以在设计初期，帮助设计师找到并抑制由于层叠和布局带来的潜在电磁振荡危险，利用与 Designer 电路仿真工具的双向数据连接功能，加入实际信号的波形作为干扰源，仿真 PCB 单板或封装的噪声分布、近场和远场辐射等指标，仿真和优化 PCB 和封装的电磁兼容性能。

       除了仿真，SIwave 还具备版图和电路编辑功能，通过改变层叠、平面形状、走线，以及无源 RLC 器件值，仿真这些因素对于信号、电源完整性和电磁辐射的影响，从而优化设计性能。自带的电源完整性优化工具 PL_Advisor 还可以在设计前规划电源网络去耦电容的选取和位置，在设计后进行电容成本、数量和性能的优化。

仿真前：

1.层叠，过孔、无源器件参数、地分类、网络清理、S参数等设置

2.规则检查：自动检查、定位并修正一些开路、短路或交叠等错误，这个很重要~

电源完整性仿真：

1.谐振分析

（1）对电源分配网络的电源/地平面进行预布局设计，包括叠层设计、板材选取以及电源

地平面分割等，从而避免在关心的频率范围内出现整板谐振问题。

（2）在不同的谐振模式下，观察板上的电压分布，从而可以确定其谐振位置，在放置大

电流IC器件时需要尽量避免开这些位置。

2.扫频分析

(1)电压探测分析

　　在板上待放 1C 位置处用一个电流源模拟 IC 的工作情况，并将若干个电压探针放置在板上关心的位置，观察其电压频率响应，根据峰值就可以看出哪些谐振频率得到激励。

(2)电压分布分析

　   由电压探测分析得到峰值响应频率，在相应的频点上查看整板电压分布，从而确定板上去耦电容的放置位置。

3. SYZ 参数分析

（１）计算 1C 待放位置端口的 Z 参数，从而得到该位置处所需的去耦电容参数，这决定了实际电容的物理尺寸。

（２）用内置的全波 SPICE 模型来分析去耦电容的寄生参数。

（３）从 AC 扫描中选择合适的去耦电容，来满足我们对电容值和寄生参数的要求。

（４）改变去耦电容在板上的位置，比较不同放置所对应的回路寄生电感效应。

（５）由多端口网络分析，可以得到转移阻抗参数。

（６）进行 S 参数分析，可以得到信号的传输特性以及相互之间的耦合特性。

4.输出全波 SPICE 模型以及噪声、抖动和误码率分析

　　要对考虑 PDN 后的信号线进行时域分析。利用 Designer 对 SIwave 提取的 SPICE 模型在时域进行电源波动、开关噪声等噪声、抖动和误码率分析。

5. DC IR drop 分析

　　随着半导体工艺的提高，大规模集成电路的大电流、低电压设计使得直流压降加大，减小了交流噪声容限,加大电源完整性设计难度;同时电流密度引起的电迁移会引起可靠性问题。因此要进行 DC IR drop 分析。（虽然 PI 问题是瞬态问题，但电源的 DC 分析是第一步） 对于DC分析，需要放置合理的电压源与电流源，从而可从结果中直观的观察电流走向以及压降。

      可根据仿真流程导图，一步一步的去设置完成仿真。 仿真的关键，在于对电路回路的理解以及所放置的电压源与电流的合理性，对于去耦电容的选择，则需要根据谐振频率计算，从而选取有效滤波的容值。