掌握CST PCB Studio的完整分析流程，從版圖導(dǎo)入到SI結(jié)果分析的專業(yè)工作流

隨著數(shù)據(jù)速率進(jìn)入Gbps時代，印刷電路板(PCB)上的走線已經(jīng)不能再被看作是簡單的"連接線"，而必須被當(dāng)作傳輸線來對待。過孔、連接器、BGA等三維結(jié)構(gòu)對信號完整性(SI)的影響也愈發(fā)顯著。CST PCB Studio (CST PCBS) 提供了一個從版圖到三維全波分析的無縫集成環(huán)境，是進(jìn)行精確SI仿真的理想工具。

CST代理商碩迪科技將詳細(xì)介紹在CST PCBS中進(jìn)行SI分析的典型工作流程。

CST PCB Studio的核心優(yōu)勢在于其獨(dú)特的2D/3D混合仿真技術(shù)。對于均勻的傳輸線部分，采用快速的2D求解器；對于幾何不連續(xù)的關(guān)鍵區(qū)域，使用精確的3D全波求解器。這種"混合"方法完美地結(jié)合了2D的速度和3D的精度，為高速PCB設(shè)計(jì)提供了既高效又準(zhǔn)確的仿真解決方案，使工程師能夠在投板前就發(fā)現(xiàn)并解決潛在的信號完整性問題。

CST PCBS信號完整性分析工作流程

步驟1：導(dǎo)入EDA版圖

CST PCBS支持從所有主流EDA工具導(dǎo)入版圖數(shù)據(jù)，包括Cadence Allegro (.brd), Mentor Graphics (.hyp), Zuken (.dsn)以及通用的ODB++和IPC-2581格式。導(dǎo)入后，您可以清晰地看到PCB的疊層結(jié)構(gòu)、走線、過孔和元器件信息。

步驟2：選擇關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)并設(shè)置元器件

在復(fù)雜的PCB上對所有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行3D全波仿真既不現(xiàn)實(shí)也無必要。工作流程的核心是識別出關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)，例如高速差分對、時鐘線、DDR總線等。為相關(guān)的IC分配IBIS模型，為電容、電阻等無源器件設(shè)置其模型。

步驟3：執(zhí)行混合仿真 (2D/3D)

2D求解器： 對于均勻的傳輸線部分，CST會采用快速的2D傳輸線求解器提取其特性阻抗、延遲等參數(shù)，速度極快。

3D全波求解器： 對于幾何結(jié)構(gòu)不連續(xù)的關(guān)鍵區(qū)域，如過孔、BGA扇出區(qū)、連接器焊盤等，您可以框選這些區(qū)域，并指定使用CST Microwave Studio的3D全波求解器進(jìn)行精確的電磁場分析。

步驟4：電路級協(xié)同仿真與SI分析

3D場和2D傳輸線模型被提取后，會自動在CST Design Studio中組合成一個完整的電路模型。首先運(yùn)行頻域分析，獲得整個通道的S參數(shù)，檢查其插入損耗、回波損耗和串?dāng)_。接下來，結(jié)合IBIS模型進(jìn)行瞬態(tài)仿真，分析眼圖、時序和延遲、反射與串?dāng)_等關(guān)鍵SI指標(biāo)。

關(guān)鍵分析指標(biāo)詳解

頻域分析關(guān)鍵指標(biāo)：

插入損耗(IL)： 評估信號在傳輸過程中的損耗大小

回波損耗(RL)： 反映阻抗匹配的好壞程度

串?dāng)_： 分析相鄰信號線之間的耦合噪聲

時域分析關(guān)鍵指標(biāo)：

眼圖： 檢查信號質(zhì)量，包括眼高、眼寬和抖動

時序和延遲： 確保信號滿足時序要求

反射與串?dāng)_： 定量分析噪聲和耦合的幅度

CST PCBS的獨(dú)特優(yōu)勢

通過"導(dǎo)入 -> 選擇網(wǎng)絡(luò) -> 混合仿真 -> SI分析"的流程，CST PCB Studio為解決當(dāng)今高速PCB設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)提供了高效且精確的解決方案。它使PCB工程師能夠在投板前就發(fā)現(xiàn)并解決潛在的信號完整性問題，從而降低風(fēng)險、節(jié)約成本。

審核編輯 黃宇