Mentor公司高速仿真及数模混合仿真说明

1、Mentor公司高速仿真及数模混合仿真说明 2007-05-21 15:47随着深亚微米工艺在IC设计中的使用，芯片的集成规模越来越大，芯片体 积越来越小而芯片运行速度越来越快。由IC芯片构成的电子系统朝着大规模、 小型化、高速度的方向发展，给电子系统设计带来了新的挑战，即高速PCB设计 问题。芯片技术的发展使信号的上升、下降沿变得越来越陡峭（已达到PS级）， PCB板上的信号互联已不是单纯的导通性能，而是呈现出大量的分布参数效应。 分布参数效应将给PCB板设计带来信号完整性及信号时序方面的问题。因此设计 师们所面临的挑战主要是：采用什么样的设计方法、设计工具来解决这些高速设 计问题、加快设计

2、过程和提高设计效率。Mentor Graphics公司提供了一整套从 板级到系统级、基于电气规则驱动的高速PCB板设计工具ICX，帮助设计师们去 迎接新技术的挑战。软件模块说明：Tau板级时序分析Tau是业界第一个板极时序验证工具，它专为验证复杂功能块之间的时序关 系而开发，这些功能块包括处理器，存储器和ASIC等高速数字器件。执行验证 操作时不需要激励信号，也不需要器件的完整功能模型，可以比全功能仿真更为 快速地给出板级时序关系。Tau既考虑了芯片内部时延和时钟相位漂移，也考虑 了板级时钟摇摆和连线时延。其仿真对象包括同步电路，异步电路和时钟树。在 原理图设计阶段，Tau可以帮助确定器件速度

3、类型并发现需设置高速布线规则 的关键网线，关键互联时延的松弛方程组可以用来驱动Interconnect Synthesis 工具完成满足板级时序要求的物理布线。Tau还可以接受高速分析工具生成的连 线时延数据并结合器件时序模型进行板级时序的后验证，以确保设计的时序正确 性，还可以进一步确定电路板的工作速度极限。IS Floorplanner基于电气规则驱动的布局及预分析工具IS_Floorplanner允许用户通过定义关键路径时延，信号质量，和物理规则 等要求来进行高速设计。这些物理设计要求和电气设计要求，通过 IS_Floorplanner来即时监视和权衡。IS_Floorplanner的集

4、成环境中有一个规 则管理系统、时延驱动层次化区域规划器以及交互式综合和信号完整性分析的能 力。规则管理的电子表格界面使之易于输入和维护驱动设计过程的规则。时延驱动的层次化区域规则保证器件布局满足信号完整性和时延及生产规则，信号完整性优 化使设计者能找到满足信号完整性要求的终端策略；而拓扑、延时、信号完整性等规则驱动 着综合过程。所谓的综合是布出满足所定义电气规则的网线，信号完整性分析则支持交互式 探查和系统严整两种方式。在已有的一些EDA工具中，该工具支持双面接口。IS Synthesizer 基于电气规则驱动的互连综合工具IS_Synthesizer能帮助设计者以自动或交互式的方式实现没有电

5、气错误的高速电路板设 计。IS_Synthesizer将自动、交互智能布线器及与之相对应的分析机制结合起来，在电气 规则驱动下，布出满足所定义电气规则的高速连线，保证所有的连线满足电气和生产要求。 系统所分析和比较的是电气规则，如延时等而非线长和平行线等物理限制。IS_Synthesizer 支持真正的无网格结构、实时自动45度布线。其特点有：用对称配对拓扑技术，自动综合 出差分对线，以确保最小时延偏差和共模噪声；支持育孔、埋孔、错孔、螺旋孔等HDI技术， 以及许多预先定义和定制的连线拓扑。对主要是高速连线的设计来说，IS_Synthesizer 一 次完成你的设计，使设计的周期为最短。IBI

6、S Standard Library 模型解决方案对于互连综合的模型解决方案Mentor Graphics提供了经过验证，确保高度 精确的模型库，ICX Standard Library提供基于测试的高精度IBIS模型包括 ASIC器件、微处理器、ROM、RAM器件、可编程器件和数字逻辑器件，每个模型 包含了半导体厂商的数据和完整的器件标号。IS_Multiboard高速电路的多板设计工具对于包含多板和连接器，电缆或多封装模块的高速数字系统的设计IS_Multiboard提供完整的解决方案。IS_Multiboard的主要目的是考究跨越多 板系统的互连网络，将信号完整性扩展到系统级。该工具能分

7、析不同模块之间的 关键信号，其易于使用的界面帮助用户定义电路板、回板和MCM的系统结构。例 如，只需将电路板拖放到连接器上，电路板就被装配上了。为了给出最精确的结 果，信号分析包含了连接器插座、电缆插座。系统级连线的信号完整性分析能保 证整个系统的信号完整性。IS_Multiboard同时也支持将电路板简化成EBD模型， 将一个系统简化成一个板来做简单的分析。HyperLynx EXT-高速PCB设计分析工具包包括如下模块及功能：2 LineSim是PCB布局/布线设计前进行的门特性、传输线特性、信号完整性 分析工具。门特性：可选择和定义元器件的物理模型；传输线特性：可定义传输线长度、延时和阻

8、抗；信号激励：可提供上升沿、下降沿、频率和占空比可调的方波激励信号；PCB板模型：可定义PCB板各信号层和介质层的参数；2 LineSim Crosstalk采用内置的电磁场分析工具和偶合方式模拟仿真器，可 以进行多个高速信号之间的串扰分析。既可以进行正向的串扰分析，也可以 进行反向的串扰分析。2 LineSim EMC是布局/布线前的电磁兼容性分析工具。它根据元器件的输入/ 输出管脚特性，自动对信号进行时域上的计算和仿真，分析传输线、门特性 对系统时序及信号质量的影响。通过加在被分析网络上各点的多通道波形显 示器观察过冲、下冲、扰动和振荡等现象。LineSim EMC的时域波形显示器 支持对

9、数坐标和线性坐标；LineSim EMC无需前端设计工具，可直接用图形 输入法建立仿真分析模型；它支持IBIS标准的元器件模型。LineSim EMC自 动将信号仿真结果通过频谱分析仪在频域上进行变换和映射。可提供上升 沿、下降沿、频率和占空比可调的方波激励信号，可定义射频分析中心频率和带宽。LineSimEMC通过分析结果迅速侦探出设计中存在的电磁兼容性问题。2 BoardSim是PCB布局布线后信号完整性分析工具。它可以对门特性、传输线 特性、信号特性进行分析；2 BardSim Crosstalk串扰分析工具采用内置的电磁场分析工具和偶合方式模 拟仿真器，可以进行多个高速信号之间的串扰分

10、析。既可以进行正向的串扰 分析，也可以进行反向的串扰分析。2 BoardSim EMC是在PCB设计中或PCB设计完成后的电磁兼容分析工具。BoardSim EMC与主流PCB厂商均有转换接口，可将PCB厂商的PCB参数、布 局布线设计结果、元器件类型参数自动传输到BoardSim EMC中BoardSim EMC 支持IBIS标准器件模型，并允许用户对PCB参数和元器件参数进行重新定 义。BoardSim EMC可以自动将仿真结果通过频谱分析仪在频域上进行变换和 映射可以提供上升沿、下降沿、频率或占空比可调的方波激励信号，通过对 信号进行时域上的计算和仿真，以分析传输线、门特性对系统时序及信

11、号质 量的影响，通过加在被分析网络上各点的多通道波形显示器观察过冲、下冲、 扰动和振荡等故障现象。BoardSim EMC的时域波形显示器支持对数坐标和 线性坐标。BoardSim EMC合门特性和PCB布局布线引起的延时、阻抗和容 抗等传输线特性，做出合信号仿真，提供给工程师设计高速电路必需的信号 仿真及分析手段，并允许用户根据仿真结果改变元器件类型和参数，以达到 理想的信号质量。BoardSim EMC无需进行实际的PCB制造、元器件的装配 和加电测试，从而大大缩短了研制开发周期。Quiet Expert电磁兼容分析专家系统Quiet Expert是高性能的EMI/EMC分析设计工具，具有

12、专家系统的功能，可 提供多种类型的电磁分析，并根据相关的条件计算出电磁辐射的频谱图。Quiet Expert内嵌EMC专家知识库，可以实现PCB板级设计EMC检查，报告 设计中对EMC设计准则的违反，并且指出可能的解决方案;支持常见的建模方式， 也可以简单地指定器件管脚模型的相关参数迅速构建分析模型；可以检查单线的 EMI辐射频谱，可以考察单线以及整板的EMI辐射，也可以根据辐射方式来考察; 支持磁通图、电路板图、频谱辐射、电容谐振曲线、信号串扰等图形方式。Fusion/ViewSim数字电路的门级仿真器Fusion/ViewSim是一个容易使用的、高性能的交互式数字仿真系统。它紧密 地集成在

13、设计环境中，这个强有力的验证工具可以对Dxdesinger所输入的原理 图进行分析和调试。Fusion/ViewSim也支持来自其它系统的网表形式或者原理 图形式的设计数据，同时它还能接受各种PLD数据。Fusion/ViewSim本身具有 丰富的系统器件库，包括TTL，CMOS，ECL，DRAM等等，数量超过一万八千余种， 它还支持外部的软硬件模型。除了支持广泛的数字仿真验证，Fusion/ViewSim 还支持与其它模拟仿真器协同进行数模混合验证。对各种模型的广泛支持使 Fusion/ViewSim成为各种数字仿真系统中的佼佼者，不像其它大多数仿真器， Fusion/ViewSim能够按照用户指定的方式混合和匹配使用所有这些模型技术。 这使它可以支持所有的设计方法，并且可以在设计过程中优化仿真的执行效率， 使仿真达到用户所要求的任何精度。DxAnalog/Fusion模拟和数模混合信号的电路仿真DxAnalog是功能强大的模拟和数模混合电路仿真和分析工具。DxAnalog源 于最新的SPICE商用版本，具有最佳的性能和最高的仿真精度；DxAnalog具有 64位高精度算法，是目前行业中精度最高运行速度最快的模拟和混合电路仿真 分析工具；DxAnalog同时兼顾有XSPICE特性，完全Windows风格最具可操作性， 设计工程师可以非常方便快速地使用DxAnalog来