pads pcb设计与学习集hyperlynx仿真教程

1、HyperLynx 7.0 入门Poqi055Tutorial使用说明书现在这个已经较为广泛使用的电磁分析工具HyperLynx 的版本已经到了V7.0，而且转到了Mentor旗下。经过一段时间的使用，这个版本的内容与 6.0 版相差并不太多。但是还是有些功能上的改进。本文是根据 V7.0 版本中的 Tutorial 部分进行编译的。供初学者参考、使用，有不对之处欢迎批评指正。Poqi0552003-12-012003-12-011HyperLynx 7.0 入门Poqi055目 录TUTORIAL 使用说明书1HYPERLYNX V7.0 TUTORIAL 第一部分 LINESIM6第一章

2、对时钟网络的 LINESIM61 .1在 LINESIM 里时钟信号的教学演示61 . 1 .1 使用 FILE / OPEN LINESIM FILE 加载例题 "CLOCK. TLN"61 . 1 .2 为时钟网络增加负载的81 . 1 .3 采用 IBIS 器件模型驱动以及使用串连终端的例子101 . 1 .4 利用终端“WIZARD”功能寻找最佳终接数值。11第二章 时钟网络的 EMC 分析122 .1 对时钟网络进行 EMC 分析122 . 1 .1 设置 EMC参数122.1.1.1 1 . 1 EMC 接收天线放置距离的设置122.1.1.2 1 . 2 EM

3、C 接收天线放置位置的设置122.1.1.3 1 .3 设置探针类型（Probe）132.1.2 .2 设置探针为电流方式132.1.3 .3 设置探针为天线方式14第三章 LINESIM 的干扰以及差分信号的 163 .1 “受者”和 “者”163 .2 如何定线间耦合。163 .33 .43 .53 .63 .7运行观察交出干扰现象17增加线间距离减少交叉干扰（从 8MILS 到 12 MILS）17减少绝缘层厚度可减少交叉干扰18使用差分线的例子（关于差分阻抗）19差分线对的建立203 . 7 .1 定义差分对的驱动和接收模型213 . 7 .1 . 13 . 7 .1 . 23 . 7

4、 .1 . 3设置差分驱动21设置差分接收21定义导线的差分对属性222HyperLynx 7.0 入门Poqi0553 .8差分线23第四章 GBIT 数字信号的 LINESIM 244 .14 .2进行有损24使用 SPICE 模型作为的驱动/件模型254 . 2 .14 . 2 .24 . 2 .34 . 2 .4如何在 HYPERLYNX 中启动 HSPICE26如何为设置模型库路径26设置驱动模型27设置接收模型28第五章 规划OCB 板的叠层结构和设计阻抗29新的叠层编辑器295 .15 .25 .35 .4BASICDIELECTRICMETAL（图 5 . 1）29（图 5 .

5、 2）30（图 5 . 3）30Z0 PLANNING（图 5 . 4）315.4.1 .1 单导线的阻抗计算315.4.2 .2 差分线阻抗的计算315 . 4 .2 . 15 . 4 .2 . 25 . 4 .2 . 35 .5 CUSTOM已知阻抗值、线宽，计算差分线线距（图 5 . 5）32已知阻抗值、分线线距，计算差分线线宽( 图 5 . 6)32已知阻抗值同时计算差分线线距，线宽（图 5 . 7）33VIEW-333HyperLynx 7.0 入门Poqi055HYPERLYNX V7.0 TUTORIAL 第二部分 BOARDSIM34第一章 BOARDSI M（后） -341

6、.11 .21 .31 .41 .5快速分析整板的信号完整性和 EMC 问题34检查报告文件34对于时钟网络详细的-35运行详细的步骤：35时钟网络 CLK 的完整性-37第二章 BOARDSIM 的干扰-402 .12 .22 .3BOARDSIM 干扰如何工作40对差分信号使用 BOARDSIM 干扰40的例子：在一个时钟网络上干扰402 . 3 .12 . 3 .2加载本例的例题“DEMO2 . HYP”40网络 "AGGRESSOR" NETS40自动发现2 . 3 .2 . 12 . 3 .2 . 2门限为 150mV 时板观察器的干扰显示41门限为 50mV 时

7、板观察器的干扰显示（图 2 . 4）42设置 IC 模型432 . 3 .32 . 3 .42 . 3 .52 . 3 .62 . 3 .7为查看在耦合区域里干扰实在什么地方产生的44驱动 IC 压摆率影响干扰和网络45电气门限对比几何门限45用交互式"CLK2"网络452 .4快速: 对整个 PCB 板作出干扰强度报告462 .5 运行详细的批模式干扰-47第三章 关于集成电路的MS493 .13 .23 .33 .43 .53 .6模型 MS 以及如何利用 TERMINATORWIZARD 自动创建终接负载的-49修改 U3 的模型设置（在 EASY. MODCMOS,

8、5V, FAST）49选择模型（管脚到管脚 PIN- BY- PIN）50搜寻模型（FINDING MS ( THE "MFINDER"SPSHEET)51例子：一个没有终接的网络51使用“曼哈顿”布线，为没有实际进行布线的 PCB 做分析544HyperLynx 7.0 入门Poqi055第四章 GBIT 的 BOARDSIM 56第五章 关于多板 615 .15 .25 .3多板例题，检查交叉在两块板子上网络的信号质量61一个网络 A063用 EBD 模型-635HyperLynx 7.0 入门Poqi055HyperLynx V7.0 Tutorial 第一部分 Li

9、neSimHyperLynx 是高速信号完整性（signal-integrity）、交叉干扰（crosstalk）、工具，从内容上讲，要电磁（EMC）。从功能上讲又可分为前（LineSim）和后（BoardSim）。第一章 对时钟网络的 L i neS i m许多 PCB 板的设计，虽然在设计的初始阶段就设计出了一系列的技术措施，来保证可以按照要求完成PCB 设计任务。实际上往往却不是这样，许多 PCB 板的设计，最终没有，至少没有一次。使用 LineSin 这个前工具，可以在 PCB 设计的初期，将考虑到的 PCB 板布线、布局方案进行，再根据的结果，适当调整布局、布线策略，使得实际的布板更

10、加合理。由于普通的PCB 电路图设计工具（当然一些高级的PCB 设计组件是可以包含这个功能的，比如Cadencer的 PCB 设计组件），不进行信号完整叉干扰、电磁需要的各种信号的物理。比如说，一个时钟网络在 PCB 原理图上只不过是几条从驱动器到之间的若干条连线而已。正是这样的线，它的属性直接影响到一系列的信号完整性问题。比如这根导线是单一的一根线还是组线？是在 PCB外层布线还是在内层布线？这些都是影响信号完整性的重要因素。1 .1 在 L i neS i m 里时钟信号的教学演示假设你在进行一个 PCB 板的设计，时钟信号又是连线较多的，通过这个例子，可以了解 LineSim 起到的作用

11、。步骤如下：1 .1 .1 使用 F i l e/ OpenL i neS i mF i le 加载例题"CLOCK .TLN"表示信号发送端（Microstrip 微带线）表示信号接收端（Stripline 带状线）箭头的不同颜色代表不同的信号的属性。点击“Scope/Sim 图二, choose Attach Probes” 出现图 1.1 LineSim 图图 1.2 信号属性6HyperLynx 7.0 入门Poqi055a)执行S imu la te菜单中“RunScope”命令，出现数字示波器（图 1 .3）图 1 .3数字示波器b)在波形驱动区“Dr i ve

12、r Waveform”域选择“Osc”，并将频率设为 25MHc)在水平扫描（Hor izonta l Sca le）区修改每度 5 秒e）点击“Star t S i mu la t ion ”按钮开始。在数字示波器上可以看到方针结果。红色：输入驱动信号。黄色、紫色：接收信号。显然，与驱动信号相比，接收的信号质量太差，有明显的过冲，这样的信号在实际中是不能使用的。为此下面一节将通过为时钟网络增加负载的，来网络的传输特性。7HyperLynx 7.0 入门Poqi0551 .1 .2 为时钟网络增加负载的图 1 .4A原图图 1 .4B选中接收端的一个并联电阻图1 .4C图 1 . 4d用鼠标激

13、活电阻用鼠标右键修改阻值在 L ineS im 的电路图结构中，在每一段传输线模型的两边都可以看到用虚线表示的电阻、电容的图形，正常状态下，它们没有激活是不起任何作用的。为了上节时钟网络的传输特性，需要在时钟网络的接收端添加负载，这就需要使用那些以虚线表示的电阻和电容了。激活它们的如下：i 激活负载：将鼠标指向一个位于网络接收端的、用虚线表示的电阻，此时，就会在这个电阻附近出现一个红色的方框（图 1 .4b）i i单击右键，负载由灰色变白，且将默认的电阻数值和标号显示出来。注意此时该电阻与时钟网络已经建立了物理连接。对比图 1 . 4a 和 1 . 4c 中的连接电阻的那段白色线段。此外，如果

14、再次用鼠标右键点击一次这个电阻，就取消了激活状态，回到虚线状态。ii i修改负载数值：用鼠标左键点击电阻值，在出现的窗口中修改电阻值由 10k50i v用同样的激活这个电阻下面的电容，并修改电容值，由 100p 法150p 法。（图 1 .5a、b）8HyperLynx 7.0 入门Poqi055图 1 .5a 激活负载电容图 1 .5b 修改电容值v再次运行。对比图 1 .6 和图 1 .3 的结果，显然此时激励信号与接收信号之间的差别大大缩小了（同样 25MHz，5s）。如果增加电容值还可以减少过冲。图 1 .6 增加网络负载后的时钟线结果9HyperLynx 7.0 入门Poqi0551

15、 .1 .3 采用 IBIS 器件模型驱动以及使用串连终端的例子打开名为 SER_ IBS.TLN 的文件。（图 1 . 7）在制作原理图的时候，对于驱动端和接收端的器件，可以引入“ IBIS”模型数据。注意图 1 .7 , 这里面包含了一个阻值为 0的串连终端电阻。图 1 .7A 采用 IBIS 数据的电路图图 1 .7B在运行前，设置 IC 模型的沿速率，此例设置为“S l ow-Weak”；并设置上升沿。（图 1 . 7B）在“Run Scope”的窗口中有一项是差异很大。到 IBIS的设置：当 IC Mi ng 选择不同数值时，结果图 1 .8A 驱动使用 IBIS 模型图 1 .8B

16、 IBIS 模型的设置对于图 1 . 7A 中驱动CGS74CT2524M，使用的是 IBIS 模型（文件）。图 1 .8A 中设置它为输出（驱动），图 1 .8B 中指出了如何设置 IBIS 模型。 在 SER_IBS.TLN 文件中默认的模型库文件路径是： E:E lecSo f t HyperLynx70Demo_L i bs，其中包含驱动的 IBIS 文件 Ct2524m . i bs 。在使 IBIS 模型时候，一定将对应的 IBIS 模型文件放在指定目录中，并像在图 1 . 8B 中那样指定它们。图 1 . 9A 是选择模式在“S low- Weak”状态的上升沿波形，图 1 .

17、9B 是选择“Fas t -St rong” 状态的上升沿波形。可以看到，如果激励源选择较快的沿速率，的结果表明，信号振铃较大。来，在 1 .1 .5 节中，我们要进行这项工作。这种情况，我们可以通过匹配网络负载的在 W izards 使用过程中，它可以根据用户设置的不同终端类型（串连、并联、AC、DC）对电阻和电容都进行优化，并给出建议数值。下节中只是设置一个并联电阻，并进行优化。10HyperLynx 7.0 入门Poqi055图 1 . 9A IC Ming 选择 S low Weak图 1 .9BIC Ming 选择 Fast St rong1 .1 .4 利用终端“W izard”功

18、能寻找最佳终接数值。从“W izards ”菜单中选择“Term ina tor W izard ”，在 W izard框中有“选择网络”（Se l ect Net ）：双击这里。将自动进行优化，并给出结果。图 1 . 10ATerm ina toW i zards 中选择网络图 1 .10B 自动优化 原 IBIS 中 028 . 1进行这样的操作后，自动计算出原串连的 0电阻应为 28 .1 . 在图1 .10B 界面，按下右上方的“App ly Va lues”按钮，那个 0电阻自动变成 28 . 1。（见左图）此时再重新进行 1 .1 .3 节中的（各种设置参数不变），从图 1 . 1

19、1 中可以看到，经这样的终端匹配后，信号的振铃明显减小。图 1 .11 经终端匹配后的波形11HyperLynx 7.0 入门Poqi055第二章 时钟网络的 EMC 分析2 .1 对时钟网络进行 EMC 分析从文件菜单中重新打开"CLOCK . TLN"文件。从“S imu l ate”菜单中，选择“SpectrumAna lyzer”项。出现“Spec t rumAna l yzer”窗口( 图 2 .1) ： 参数2 .1 .1设置 EMC图 2 .1EMC参数窗口在 Probe 区域，点击“Se t”按钮，出现设置窗口，对 EMC进行设置。2 .1 .1 .1 EM

20、C 接收天线放置距离的设置测量辐射，原理上是将一个标准接收天线，放置在距离所测 PCB 板一定距离的位置，然后计算接收到的场强，来表征 PCB 板的辐射情况。这个距离是可以在图 2 .2 显示的界面中设置，我们选择默认的距离 3m。图 2 .2 设置天线距 PCB 板的距离2 .1 .1 .2 EMC 接收天线放置位置的设置放置天线的距离确定以后，还需要设置的地点。在这里，我们选择“自动按照最大场强位置”来放置天线。意思就是说，计算结果是以获得最大辐射的位置为准。（图 2 .3）否则需要设置天线的高度和角度。如果选择了“自动”，则这两个参数设置栏变成灰色（不设置）12HyperLynx 7.0

21、 入门Poqi055图 2 .3 设置天线放置的位置图 2 .4 设置探针类型2 .1 .1 .3 设置探针类型（Probe）探针的类型有两种：Antenna（天线）和 Current （电流），关于这两种探头的选用，是这样的：EMC 分析功能，可以研究网络的远场辐射或者直接检测导线中的电流，并且在频域内观察电流。在L ineS i m 中，尤其使用电流探针较为合适，这是因为，在使用天线探针做远场分析时，往往需要一些实际的物理参数，比如叠层结构、导线、过孔的物理结构等。但是这些属性在 L ineS im 的电路图中是没有的。一些 EMC 的相对远场辐射来讲，更喜欢使用电流探头。Hyper Ly

22、nx 中的辐射算法是强的，但是不可否认，对于像电缆这样的有包装的材料。对于网络中电流的频域分析，是可以放心的得到精度很高的分析结果。图 2 .4 就是设置探针的单选界面。如果选择了 Current 作为探针，那么在整个距离、角度等一系列设置变为“灰色”，不用再进行设置了。区域其它关于天线2 .1 .2 设置探针为电流方式图 2.5A 设置电流探针图 2.5B 选择目标在“Set Spectrum Analyzer Probing（EMC）”界面，选定使用电流探针，并确定了目标（U（A0）管脚）后，点击开始，进行 MEC；。其结果见图 2.6。LineSim 的频谱分析就像将一个频谱分析仪直接连

23、到了设置电流探针上一样。图中黄色的垂直线条，就代表了不同频率的电流辐射强度幅值。显然在的基频上，它的幅值最大，从图中可以看到接近100mA。这个数值是由选定的驱动决定的。图 2.6 是没有使用优化终端的结果，如果在接收端增加一个并联的 AC 负载（图 1 .5a ），那么结果将如图 2.7 所示。此时 100MHz 的峰值电流幅度减小 47mA。13HyperLynx 7.0 入门Poqi055图 2.6 使用 100MHz 频率进行时钟网络 EMC 的电流频域结果图 2.7 增进了优化终端后电流频域结果2 .1 .3 设置探针为天线方式在 EMC 设置中，设置探针为天线格式，距离 3m，并选

24、择自动位置设定，进行远场辐射方式的 EMC。图 2.8A 是时钟网络没有添加优化终端时的结果，图 2.8B 是同样一个网络增加了终端后的结果。考察分析结果，黄色垂直条代表了时钟信号时的实际作用。红色线（FCC）、蓝色线（CISPR 欧洲）代表欧洲规定的容限。（注意到在 100 MHz 附近，频谱幅值是超标的。） 后者的数值明显小于前者。另外注意，在 LINESIM 中进行 EMC 分析时，传输线的物理结构必设置，就是讲需要设置该电路图使用 PCB 板的实际叠层结构。，否则，如果传输线属于“无物理参数的简单线条”，在这种情况下，EMC 的有任何结果。14HyperLynx 7.0 入门Poqi0

25、55图 2.8A优化的时钟网络天线探针图 2.8B经过优化的15HyperLynx 7.0 入门Poqi055第三章 L i neS i m 的干扰以及差分信号的如果有两条信号频率不同的高速线出现，将会出现交叉干扰，那么两线间的距离应该是多少？走线层该怎样安排？这些要依靠“交叉干扰分析”在实际的使用中，这个功能可以帮助你设计一组导线（总线）中线与线之间的最小距离。比如，你需要设计一组总线，要求它们相互之间的干扰幅度最大不超过 300mV，这样的要求通过 Linesim现。可以实3 .1 “受者”和 “者”从文件菜单中打开" XT Trace Separa t ion . TLN&qu

26、ot;文件。里面有三条并行的传输线， IC 驱动为高速 3 .3V CMOS 器件，其模型在 Demo l ibz i mu lu 的 EASY. MOD 中。图 3 .2A用鼠标指在 ICs 附近将出现一个红色的框，点击右键就会出现“Ass i gn M 3 .2B ）：s”框（图图 3.2A “Ass ign Ms”图 3 .2B 选定驱动 IC 并定义输入/ 输出框i 在“Pins list”区域用右键点击一个 IC 如 U(A0)，在“Buffer Settings”区域设置为“Output" ，意味着在得时候，它是由高到底或者由低到高发生变化ii同样设置 A2 为输出，设置

27、 A1 为"Stuck Low" （扰、长低），就是说时该线上没有信号变化。注意：在 A1 处有一个“0”标记表示该线处于"Stuck Low"状态，。3 . 2 如何定线间耦合。L ineS im 交叉干扰的non-crossta l k features, c l i ck（ 详情见 L ineS i m ' s bas i c,，要求在电路图的线上作出耦合here）。任何数量的耦合区域、任何一条线都可以被定义。（Demo 版没有）一旦一条线被定义，在电路图上将有不同的表现：将光标指标记。向该线时将出现黄色a）右击黄色框就出现“Ed i t

28、Transm i ss ion L i ne”16者受害者者HyperLynx 7.0 入门Poqi055图 3 .3 右键点击黄框出现的“Ed i t Transm i ss ion L ine”窗口b)点击“Ed i t Coup l ing Reg ions tab.”可以看到在中间层有三条线，在右边将显示线的。譬如：所有的线在中间层、边到边线距 8m i ls 、耦合区间长 12 英寸等。3 .3 运行观察交出干扰现象从“Scope /S im ”菜单运行“Run Scope”，在“Dr iverWave form ”区设置为沿触发。在“ IC Mi ng”区域设置为“典型”。在“Ho

29、r i zon ta lSca l e”区设置成 2 nsec/ d iv。然后进行。图 3 .4 8m i l 线距的线间交叉干扰3图.5 12m i l 线距的线间交叉干扰其中绿色（接收端）和黄色（发送端）波形显示了中间扰的线上接收端电压，可以看到黄色线几乎没有造成干扰，这是由于该线发送端是阻抗很低的 CMOS 驱动器。于 1V 的干扰（830mV）。，绿色线就不同了，它有大3 .4 增加线间距离减少交叉干扰（从 8 m i ls 到 12 m il s）在图 3 . 3 右边点亮“m i dd l e trace ”，是在图 3 . 3 左上方耦合区域列表框中，选中“TL（A1 , B1

30、）, V i ct im”项，它将变成深蓝色。同时列表栏在下面的图示区，将选中中间的导线。此后在图 3 .3界面的左半部分，找到“Trace- to-Trace Separa t ion ”区域，将原来的 8 m i l s 增加到 12 m i l s 。再次后，可以看到明显地绿色干扰线的电压幅度将有所减小。（图 3 .5 , 700mV ）17HyperLynx 7.0 入门Poqi0553 .5 减少绝缘层厚度可减少交叉干扰除了增加线间距离外，还有很多可以减少交出干扰。其中之一就是改变 PCB 板的介质层的厚度。（层叠 stackup）下面是一个将绝缘层的厚度从 10m i l 减到 5

31、m i l 的例子。a)在“Ed i t”菜单中选择“stackup ed i tor”。图 3 .6 修改介质层厚度b)直接在表格区进行修改。将"VCC"和" Inner1"中间的介质层厚度由 10m il 改成5m il 。同理将" Inner2"和"GND"之间的厚度也改成 5m il 。从再次从 cope / S i m 菜单选择运行 Run Scope，并且按下S imu l at i on but ton 按钮，此时可以看到绿色的干扰信号幅度只有 280mv 了。图 3 .7 修改介质层厚度实际上许多因

32、素都会产生交叉干扰：驱动 IC 的电器特性、线宽、线间距离、线长、线上的终接电阻和 PCB 板层的分配，层厚等，采用 L i neS i m (布局布线前)合理的布线参数。可以让设计者在实际布线之前确定一些最18HyperLynx 7.0 入门Poqi0553 .6 使用差分线的例子（关于差分阻抗）在使用一对差分线的时候，你经常有意的将两根线紧密并列排列在一起，因此任何的外部信号如果在一根线上引起干扰，则必然在另一根线上也引起干扰，由于差分特性，在末端这些干扰将被抵消。实际上对于差分队来讲“差分阻抗”是一个非常重要的参数，使用 L i neS im ( 前插法阻抗数值和耦合参数，并且给出参考数

33、值。) 它可以自动计算a)打开"XT Coup led D i fferent i a l .TLN" 。电路图中有两条传输线，这是一对使用 "LVDS" ( tota l sw ingvo l tage i s about 400 mV)技术的传输线。b）现在注意如何定义 U(A1) 是相对U(A0) 反相的。在电路图的左边用鼠标任意指向一个驱动 IC，将出现红色框，右击鼠标键将出现“ IC Ms d ia log ”在“ l is t ”区点击鼠标一次 U(A1)，在“ uffer Se t t ings ”区可以看到它是被设置为"Outp

34、ut Inver ted. "。就是说它的开关是相对于上面的驱动信号而言。假设驱动器的阻抗厂家给定是 100的差分阻抗，而且在电路图中已经这样设定了。来看看结果：在图纸上任选一个传输线，并打开传输线编辑窗口，选择“Ed i t Coup l i ng Reg ions ”。在右下角的“ Impedance ”区域，中差分阻抗为 123，显然大大高于设计的 100。现在通过减少线间距离（只是法)：从8m il 到 6m il 的来减少差分阻抗。在确定以后，再次打开传输线编辑框此该线的差分阻抗变成了 113 .，还是显得太高。再用减少层间介质层厚度的进一步减少差分阻抗。在 Coup l

35、i ng Reg ion 区域点击按钮，改变"TOP" 和 "VCC" 层之间的厚度从 10m i l 到5m i l。然后再次打开传输线编辑窗口，此时线间的差分阻抗已经变成 97。此时再次调整线间距为 7m il ，这时的线间阻抗是 100 .1。（图 3 .8）图 3 .8调整后的差分线阻抗为 100 .1 19HyperLynx 7.0 入门Poqi055图 3 .9A F i e ld So l ver图 3 .9B 点击界面 V i ew 按钮后的表格窗口可以在传输线编辑器的“F i e l d So lver ” 还是选中的情况下，点击“F

36、ie ld So lver”下详细的观察结果。当“Ed i t Coup l ing Reg ions ”项。在“Numer ica lResu l ts ”区域单击“V iew”按钮就会出现报告文件。它了如下：阻抗和终端摘要、物理的输入数据、F ie ld-So lver输出数据 、差分阻抗、共模阻抗、导线与地之间的阻抗、最佳终端阵列。图 3 .10 显示差分线的场分布界面中 F i e l d P l ott i ng 区域的“Start”按钮，将出现图 3 . 10 所示点击图 3 . 9A F ie ld So l ver的该差分线的场强分布图形。3 . 7 差分线对的建立在 L in

37、eS im 电路图界面下，可以割据需要为某些线对建立差分对属性。从原则上讲，线的差分对特性与驱动信号没有必然。但是，尽管如此，我们总是希望得到确定的结果，所以，实际上，差分线对的设置与差分驱动信号（）设置是密不可分的。况且实际的差分信号驱动和接收都有着专门的。都由设置差分驱动/ 接收所以差分线对的建立，开始，下面是具体的操作步骤。20HyperLynx 7.0 入门Poqi0553 .7 .1 定义差分对的驱动和接收模型设置驱动“+”设置接收“+设置驱动“”-设置接收“-”图 3 .11设置差分线对的几个元素3 .7 .1 .1 设置差分驱动图 3 .12B图3 .12A图 3 .12C在图

38、3 .11 【设置驱动“+”】箭头所指的地方点击鼠标左键一次，当出现红色方框时（图 3 .12A），点击鼠标右键，出现器件定义窗口。模型类型选中. IBS 单选框，在右边库列表中选择 l v031atm. i bs 库。在“Dev ice”栏指出器件为 DS90LV031ATM（差分驱动器），然后在“S i gna l”栏指定为输出类型：DOU1+。（图 3 .12B 中蓝色条显示的选项）。在这个界面完成上面的设置以后，点击 OK 按钮。在随后的窗口中再设置这个信号（U（A0 ）的属性为“Ou tput ”（图 3 .12C ）完成 U（A0）的设置以后，再进行 U（A1）的设置：【设置驱动“

39、-”】箭头所指的地方。它的设置过程与上面讲的基本一致，只是在最后一步，不是设置“Ou tput ”，而是设置成“Ou tput Inver ted ”。意思就是说，它的输出与 U（A0）是反相的。（注意图 3 . 13 中的两个箭头指示的地方）3 .7 .1 .2 设置差分接收接收端的设置【设置接收“+”和“- ”】的过程与 3 . 7 . 1 . 1 中类似，还是选择 l v031a tm. i bs 库和DS90LV031ATM 驱动器。只是在选择“S igna l”栏类型属性时，需要选择“DIN1 ”，而且这个管脚会自动被设置为输入属性，且不“反相”的设置问题了。最后的设置结果见图 3

40、.13 :21将这两条线定义成差分线对HyperLynx 7.0 入门Poqi055图 3 .13设置差分对的驱动（接收）3 .7 .1 .3定义导线的差分对属性图 3 . 14 是设置完差分驱动和接收端属性后的电路图。下面需要对两根导线进行差分对设置。在其中任意一根导线上，点击鼠标右键，打开传输线设置窗口。（图 3 .15）图 3 .14在图 3 . 15 窗口，选中 Coup l ed 区域中的Stackup 单选按钮，将弹出耦合设置窗口（图 1 .16 ）图 3 .1522HyperLynx 7.0 入门Poqi055图 3 .16A图 3 .16B图 3 .16A 表示，内定建立的第一

41、个耦合区域，点击确认按钮后，在电路图中这个导线就有黄色方框出现了，说明这是一个耦合线。但是它与谁耦合并没有表明，需要在定义一个与它耦合的导线。图 3 .17A图 3 .17B在另一根一根导线上，点击鼠标右键，打开传输线设置窗口。同样选中 Coup l ed 区域中的 St ackup 单选按钮。此时弹出如图 3 .17A 的界面，其中有 Coup l ing0003 这样的字样，它是 自动给这个耦合区域起的名称。点击确认后，图 3 .17B 表示已经建立了两条导线的耦合。3 .8差分线设置水平标度：500psec / d i v.、垂直标度：500 mV / d i v，进行：.(记住 LVD

42、S 驱动的pp 电压 400-mV ) 红、橙信号是差分对的驱动信号（A0、A1）紫、取自信号的接收端示波器探针在两个端子之间测量的。绿色和黄色线信号来自驱动和接收的信号。图 3 .18 差分线的（下降沿）23HyperLynx 7.0 入门Poqi055第四章 Gb i t 数字信号的 L i neS i m在前面所讲的内容是一种常规数字信号的分析。在 V7 . 0 中对于信号的类型有所扩充，就是 G级数字信号的（Gb i t /S）。 对于这种速率非基于 SPICE 的驱动模型。的信号，需要使用有损传输线的概念，还要涉及通过例题讲述这个问题。这也是 HyperLynx V7 .0 的信功能

43、之一。它主要在这一章中，了下列内容：有损传输线、标准过孔模型、眼图分析和完整的 HSPICE 方式。有损传输的损耗，主要有两个来源：一个是金属导线的电阻；另一个是环绕导线的介质材料引起的损耗。制版商常用的介质材料是 RF4 这种材料，比起另一些更为昂贵的介质材料，它的损耗在高速数字信号传输时，是不能被忽略的。众所周知，电流在导线传输过程中有“肌肤效应”，速率越高的开关电流在导线中移动，这种效果就更加明显，使得绝大部分的电流到集中在导线的表面进行对于环绕导线介质的损耗，也随信号频率的上升而增加。，这就必然导致阻抗的增加。同样的道理。这是一个非常简单的电路（图 4 . 1），有一个驱动 IC、导线

44、长度 20 英寸、使用 FR4 型介质、并且导线位于 PCB 板的中间层上。IC 模型设置的是：EASY . MOD 类型中“ fastest”驱动，使用 3 .3-V CMOS 器件，开关时间为 300ps。图4 .14 .1进行有损点击主菜单 Lossy 中 Enab le Lossy S imu l at ions 项，激活有损功能。或者点击有损的图标“”。图 4 .2 激活有损功能图 4 .3 中，红色线是驱动信号，黄色线是接收端的信号。可以看到驱动端，有损和无损信号波形几乎重合。但是在接收端，延时较大的信号是有损条件下的信号波形，显然它延迟相对无损时要大些。图 4 .3 有损/ 无损

45、信号的对比24HyperLynx 7.0 入门Poqi055从图 4 .3 中还可以看到，在驱动信号线的右边（7nS 出）有干扰信号出现（红色尖峰）。这是从接收端反射回来的信号。幅度较高的是无损状态的回波（576mV），较低的是有损状态的回波（275mV）。这也说明了导线损耗的，正是由于这个损耗，使得回波得以衰弱。可以查看损耗曲线。是（在有损按钮被按下状态下），在电路图的导线处，点击鼠标右键，弹出传输线编辑窗口，选中 Lossy，出现图 4 .4。图 4 .4 传输线损耗曲线图中的曲线：红色曲线代表导体肌肤效应的阻抗；绿色代表介质材料的阻抗；蓝色代表总的损耗。其纵坐标是衰耗值（dB），横坐标是

46、频率。从图中可以看到介质损耗（绿色曲线）是近似一条直线，肌肤效应曲线是平方根曲线。在一定频率点后介质损耗将占主导地位。（大约在 700MHz 以后）4 .2 使用 SPICE 模型作为的驱动/件模型在高频状态下，多数的器件模型格式是使用 SPICE 格式的。虽然大部分的 IBIS 模型已经可以满足仿真需要，但是对于一些特殊的器件，还是要用 SPICE 模型的。需要说明的是，许多 SPICE 模型涉及一些制造商的技术，往往不易找到，代替的是 HSPICE 模型。HSPICE 模型是隐藏了（加密）那些敏感技术参数的模型。HSP ICE 也是一种工具。使用 HSPICE进行也有一些缺点，它们主要是：

47、1 .界面简单，不太容易操作2 .它的网络表需要人工以文本格式文件生成，对于复杂网络，操作。3 .对于交叉干扰的处理不太理想4 .没有眼图功能25HyperLynx 7.0 入门Poqi055Hyper Lynx 环境集总了 HSP ICE 的功能，既可以袮补 HyperLynx 在高速器件模型上的欠缺，又可以完成HSPICE 的高频功能。Hyper Lynx 环境并不HSPICE 工具，它需要的 L i cense。但是如果你已经有了 HSPICE，Hyper Lynx 将对它进行“包装”，让你很容易的使用它。4 .2 .1 如何在 Hyper Lynx 中启动HSP ICE在 Hyper

48、Lynx V7 .0 界面的主菜单 Op t i ons 中执行“Preferences ”命令，出现参数选择窗口，选中其中“SPICE execu tab l e”，在里面设置 HSPICE 可执行程序的路径。（图 4。5）图 4 .5 设置 HSPICE 可执行程序的路径4 .2 .2 如何为在 Hyper Lynx设置模型库路径V7 .0 界面的主菜单 Op t i ons 中执行“D irector i es.”命令，出现路径设置窗口。1234图 4 .6 设置库文件（Bs i m 中QPL 忘年交）的路径26HyperLynx 7.0 入门Poqi055（1）指定. HYP 和. T

49、LN 文件路径。实际就是指定工作路径。如果下面的 “Use .使用前次打开的文件”复选框被选中，则该项不能被修改，成为程序默认路径。如果取消这个选项，可以通过 Browse 按钮指定新的路径。在这种情况下，如果按下“Defau l t”按钮，则新的路径被设置成默认路径。（2）指定库文件目录，在这里可以指定多个路径。此例中，第一个路径是第二个是用户自定义的一个路径。默认的库文件目录，（3）在做 BoardS im时，有时需要 QPL（元器件表）文件，在这里指定它的路径（4）规定“最近使用过的文件”的个数4 .2 .3 设置驱动模型对图 4 .1 传输线左边的驱动器件进行设置，在 IC 驱动设置窗

50、口进行如下的设置：图 4 .7 设定 SPICE 模型确认之后将出现一个表格窗口，它使用来帮你建立 HSP ICE 的端口连接的。在 HSP ICE这种连接设置的。中是必典型的 HSPICE 模型有有四个端口，一个型号n 和型号输出 Vout；另外两个端口是 Vcc 和Gnd，这两个端口是内定的电源和地的端子，如果同时还有其它类型的电源（Vee），它们如何与 HSPICE接，需要人工将它们连接。模型连图 4 .8 设定 SPICE 模型的连接端口27HyperLynx 7.0 入门Poqi055从图 4 . 8 中可以看到，在 SPICE PORT 栏有四个端口，需要将它们与“C ircu i

51、 t Connec t i on ”进行一一的对应连接。这个时候可以在该栏的下拉列表中进行选择。SPICE 与 IBIS/HyperLynx IC 模型的主要不同点是：SPICE 模型具有外部端口。这就意味着你必须人工进行电源的连接，如果有多于一个输入/ 输出端口，也需要你人工进行连接。在使用 IBIS 模型时，这些端口是内定的，L i neS im 可以自动将它们进行连接。现在 HyperLynx 可以通过口，较为方便的解决了这个问题。表格将它们进行端4 .2 .4 设置接收模型用同样的设置接收端 U（B0），的 HSPICE 模型。如果设置正确，主要是 HSPICE 的端口设置正确，HyperLynx 将调用 HSPICE 程序，并且进入它的界面。但是图形的显示，却直接转到了 HyperLynx 中。同时，在示波器界面还可以使用眼图来观察结果。28HyperLynx 7.0 入门Poqi055第五章 规划OCB 板的叠层结构和设计阻抗一）新的叠层编辑器区表格区图 5 .1 新的叠层结构编辑器新的叠层结构编辑器中可以分为两个部分，表格区和图形区。在表格区，可以将