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本帖最后由 HelloEE 于 2019-11-27 14:49 编辑 $ t" H0 n& {; |2 `, E
/ V1 e; H/ q7 N# `1 X层叠压降仿真需要以下几个步骤:
% e! T/ D7 m" E$ w2 Q$ V1)导入PCB板
! v, E! c3 M3 i9 a+ D; ?7 q! ]/ S hyperlynx支持hyp类型文件的导入,这种格式可以通过大部分PCB绘制软件通过转换获得,在这里就不详细描述了。下如为转换得到的PCB图。 9 c! W9 {- P, d" v$ ~
该板主要是用来给一些FPGA等芯片进行供电,因此需要进行一定的仿真,观测局部压降以及局部电流密度。( E+ \0 G4 W4 ~7 o9 C) l
(2)设置层叠参数8 z2 {$ |3 d; i d" K: z( \
在软件界面的setup中,找到stackup,设置每一层所用材料及相关介电常数、铜皮的厚度,注意单位的选取。
+ s. L* q; t3 y. z' c+ x(3)批注电源网络
4 {# o q7 e# s4 K9 G2 P 虽然hyperlynx会自动识别一些电源网络并分配一定的数值,但是个别数值可能与实际数值有一定不符,这时候需要手动修改以下。% K3 @, ^$ X. O6 u/ T) d z
在菜单栏的setup中找到power supply进行修改及检查。确保网络数值为实际数值。 x/ j2 q; A, N9 S4 K2 Z# ~
(4)分配供电及负载模型' C: F. Y$ i! j7 d
这个过程实际就是分配哪些网络是供电端,及电源分配网络VRM,以及得到电源的受电端,毕竟LDO或开关电源或负载都可以等效源,只不过是吸收与供给能量不同而已,你可以都认为是源。点击菜单栏中的红色圆圈如下选项。 ( b* L( | V. x3 K
弹出如下界面: 选择我们需要分析的网络,这里我们选择VCC 12V0,即12V的电源网络,右侧界面会自动识别出12V电源网络部分。 点击assign 会看的4个需要分配的电源器件 每个器件只有电源为12V网络的引脚才会显示出来 选中部分引脚,进行分配,由于U2是电压供电网络,因此需要分配VRM model 分配好如上图所示,并分配参考网络为GND。
" U8 @" ?* u0 y/ I 分配界面如图: . r$ J$ u5 m# g9 K$ O5 g
R和L为相应的阻抗,可根据芯片手册实际参数进行设置,如果未提供,保持默认值即可。 r/ j6 _4 P/ G6 o9 J$ f
由于X1与X3为受电网络,故分配DC sink model
4 b/ F, d6 H+ ?% M) J5 w图中,0.5A代表负载需要的电流,阻抗即为负载直流电阻大小。+ B# I$ i0 V ]/ f2 _
都设置完之后,如果在两个电源网络间接有小阻值电阻或者扼流电感,那么这两个网络都需要进行分析,因为它们虽然实际数值一样,但trace网络不同。这时候就需要在power supply处进行添加,并且
A9 y, D2 w% [) X9 F: w' c在该界面设置相应电阻值或者电感值。 (5)运行仿真
9 n$ T- T6 v, H3 l 会自动弹出一个报告,上面写有每个引脚的电流和电压数值。
, d' {/ u% m8 e- m; K 我们可以打开红圈所示区域。
6 @& w& P# e1 f, G; Y( T观察相应的电流密度 可以发现,在路径较窄处,电流密度较大,达到了91.4ma/mil2。按照1oz铜铜厚1mm线宽可以通过1A电流来算,1mil大致可以承受25ma,大部分都处于该标准以下,只有这局部需要进行拓宽调整。因此可以增加走线宽度,降低电流密度。 下图为压降显示。 0 D' e( V& `, b1 C
也可以看到,受电流密度影响,导致较窄的线区有一定压降。
# y% a4 Y& @/ w: N0 u4 w0 n 热分析仿真:' _1 Q2 O9 a4 ` c
热分析仿真比较简单,可以在压降仿真的基础上直接点击菜单栏的有个温度计的图标。
5 A+ G) q" D' ^8 H可以看到由于供电网络主要集中于中间区域,故整体温度较高,但并未达到过热的状态,因此在室温下可以不用散热。 |