产品中心

电源完整性

  HyperLyn PI电源配送网络(PDN)

  概述

  每个现代电子设计的PDN都有两个同等重要的关键目标:

  ■ 为元器件提供频率从直流到150 MHz范围的稳定电源

  ■ 为高速信号提供可控的回流路径

  若PDN没有达到这两个目标,设计可能无法达到预期的性能,甚至可能会出现无 法预测的间歇性故障。如果PDN设计不合理,电流和热应力可能会超过材料的物 理极限,导致PCB或IC过早烧坏。

  低频率(直流)条件下,电阻损耗会影响到底向元器件输送多少的电流量,而不 会引起电源压降过大。这种效应会因为电源层中铜皮的分割和被过孔打断而被加 强。频率在~1MHz(交流)以上时,电源层和元器件引脚电感开始发挥作用, 进而限制该频率范围下可输送的电流量。去耦电容器可储存电荷,但安装电感和 去耦半径会影响电容器有效性。设计满足DC和AC性能要求的PDN,需要权衡多 个因素,十分复杂。由于多种因素,包括:多电压供电,大动态电流,电路板层 数减少,工作频率增加,以及噪声余量减少,使得高质量PDN的设计极为困难。

  硬件设计工程师、PCB设计师和信号完整性工程师等 人员均可使用HyperLynx PI快速预测PDN性能,无需 再进行持续数周的软件使用培训。PCB设计师可利用 HyperLynx PI可在设计周期早期、甚至在布局前发现 PDN存在的问题,还可发现实验室中难以发现的问 题,并在交互式“ what-if ”工具环境下研究可能的 解决方案。布局完成后,HyperLynx PI会彻底将PDN 性能确认为电子签核的部分内容。HyperLynx PI可助 您减少PCB原型改版次数,缩短产品上市时间,同时 创造更可靠和更经济的设计。

1.jpg

  HyperLynx PI 可在布局前后对直流 PDN 和交流 PDN 的性能进行分析。 HyperLynx PI 能助 您将设计性能最优化,并最大程度提高可靠性,同时将元器件和制造成本降至最低。

  主要特性

  ■ 使用因简单易用而闻名业界的 HyperLynx,实现工作流程自动化

  ■ 与所有主流的PCB布局布线工具兼容

  ■ 分析由电源平面铜损引起的压降

  ■ 发现PCB中电流密度过大的区域

  ■ 使用PI/ 热协同仿真预测温升

  ■ 分析关键集成电路(IC)各电源连接 的PDN阻抗

  ■ 对负责电源传输和噪声传播的平面结 构进行精确建模

  ■ 快速测试不同叠层、电容器选型、布 局及安装方案对设计余量的影响

  ■ 可选的PDN去耦优化器可自动识别去 耦电容器的最佳容值和安装位置

  直流电源(压降)分析

1.png

  电流密度图显示了哪些地方可能需要更多金属。

  分析压降和电流密度,标记电流密度超过安全限度的区 域。利用集成的热分析识别基本的热问题,或导入 FloTherm进行详细的热仿真器件建模。所有仿真结果 均以图形报告的形式呈现,使PDN问题易于识别。

  ■ 快速、高容量分析

  ■ 元器件电源引脚的详细电压报告

  ■ 通过2D和3D视图显示电压分布

  ■ 使用不同的颜色量级,显示电流密度和流动方向。

  ■ 导入图形化的前仿真环境中,对更改覆铜孤岛、添 加过孔等进行“ what-if ”分析。

  交流(去耦)分析

  快速分析关键元器件处的PDN阻抗情况,确保满足阻抗要 求。确定所需电容器数量、放置位置和安装方法。通过研 究采用不同材料和层序的效果,优化设计的层叠结构。

  ■ 快速识别安装电感较大的电容器,以及其他连接问题

  ■ 通过最优情况分析确定最低解耦要求,并确定方案是否 可行

  ■ 分布式分析采用集成的3D电磁求解器,对PDN所有性 能进行精确建模

  ■ 报告用户自定义位置处的PDN阻抗,确保关键集成IC要 求得到满足

  ■ 内含交互式图表的详尽报告

  ■ 将布局导入图形化前仿真环境中,方便添加/更换电 容,添加过孔等

1.jpg

  快速分析并展示不同去耦策略的效果

  预布线 / “What-If” 分析

  只有整个电路板完成布线,并满足所有直流/交流的要求 后,才算完成PDN设计。关键IC完成安装后,Hyper- Lynx PI即可进行布局后电源完整性分析。出现问题 时, HyperLynx PI直接对可能的解决方案进行原型设 计和评估,无需更改PCB实际布局(PCB设计师也不用 更改设计)。

  HyperLynx PI可将PCB几何尺寸导入LineSim,进行 “ what-if ”分析。在HyperLynx PI环境中,运用简单易 用的自动化分析工作流程,即可添加或去除覆铜,更改设 计的叠层,添加或去除去耦电容器和/或缝合过孔。一旦发 现可能的解决方案,通知PCB设计师,并导入更新的PCB 数据库进行验证。

  可选的去耦优化器

  为满足关键IC的需求,需要对解耦电容摆放位置进行优 化,这是一个多维问题,既复杂又耗时。为保证足够的设 计裕量,大多PCB设计使用的解耦电容数最终都超过实际 需要量。为了在达到性能目标的同时又可以降低设计成 本, HyperLynx去耦优化器可自动确定以何种方式减少 和/或更换电容器。优化过程运用多种不同算法,在电容器 数量、种类和设计成本间进行多项权衡优化,以便用户可 选择最符合其独特要求的配置。

  可支持的PCB设计系统

  ■ 与Mentor Graphics Xpedition™、PADS Professional®和PADS®紧密集成

  ■ Altium Designer(基于ODB ++)

  ■ Cadence Allegro和OrCAD布局工具

  ■ Zuken CR系列

  HyperLynx产品系列

  HyperLynx PI属于高速电子设计分析工具系列

  ■ 电气设计规则检查(DRC / ERC)

  ■ 信号完整性分析(SI)

  ■ 电源完整性分析(PI)

  ■ 3D电磁建模(3D EM)

国产 亚洲 另类 欧美 在线