使用Cadence Allegro PCB SI进行信号完整性分析

"手动分配模型-算法设计与分析导论 李家同 中文版" 本文主要探讨了在高速电路设计中，如何利用Cadence Allegro PCB SI工具进行信号完整性（SI）分析。Cadence Allegro PCB SI是一款强大的信号完整性、电源完整性及电磁兼容性分析软件，适用于PCB设计的仿真验证。 在高速电路设计中，信号完整性是一个关键问题，它涉及到电路性能、稳定性和可靠性。高速电路通常指的是工作频率高于100MHz的电路，其中信号传输速度接近或超过电路中信号波长的1/10，这使得信号质量受到各种因素的影响，如反射、串扰、过冲、下冲和振铃等。 1. 高速PCB设计方法包括对微带线和带状线的选择，这些传输线类型对信号的传播特性有显著影响。例如，微带线适用于较低频率，而带状线则适用于高速信号传输，它们各自的特性如损耗、带宽和阻抗匹配都需要在设计时考虑。 2. 信号完整性分析通常包括反射、串扰、过冲和下冲、振铃以及信号延迟等关键指标的评估。反射是由于阻抗不匹配导致的信号能量反弹；串扰是相邻信号线间的相互影响；过冲和下冲是信号波形超出其理想范围的现象，可能导致误触发；振铃则是信号在达到稳定状态前所表现出的快速振荡；信号延迟则影响系统时序。 3. 在进行SI仿真之前，需要准备IBIS（Input/Output Buffer Information Specification）模型，这是一种描述电子元件输入输出特性的标准模型，对于IC、DISCRETE和IO元件，PINUSE属性必须符合特定要求。IC元件的PINUSE可以是IN、OUT、BI、NIC、GROUND、POWER、OCA或OCL；DISCRETE元件的PINUSE通常是UNSPEC；IO元件的PINUSE也是UNSPEC。 4. Cadence Allegro PCB SI的使用步骤包括：启动软件，选择正确的版本（如Allegro PCB SI GXL），打开设计文件，然后设置数据库，这可能涉及叠层配置、DC电压值的设定、器件配置和SI模型的分配。叠层设置决定了电路板的介电常数和厚度；识别DC网是为了确保电源和地的正确处理；器件设置用于定义每个元件的特性；SI模型分配则指定了模型与实际元件的对应关系。 5. 约束驱动布局是一种重要的设计策略，它结合预布局提取和仿真，确保设计在布局阶段就满足性能要求。预布局拓扑提取分析可以提前发现问题，反射仿真则用于检查信号的反射情况，而反射仿真测量则提供了关于信号质量的量化数据。 通过以上步骤，设计者可以利用Cadence Allegro PCB SI进行详尽的信号完整性分析，从而优化设计，减少潜在的问题，确保高速电路在实际运行中的稳定性和可靠性。