HyperLynx布线前仿真Word文件下载.docx
- 文档编号:3765174
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:48
- 大小:1.39MB
HyperLynx布线前仿真Word文件下载.docx
《HyperLynx布线前仿真Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《HyperLynx布线前仿真Word文件下载.docx(48页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
图15-1HyperLynx的工作界面
在菜单栏中执行File/NewLineSimSchematic/Free-Form菜单命令,或单击工具栏中的图标
,弹出“HyperLynx-LincSimV7.7-[Untitled]”对话框,如图15-2所示。
图15-2自由格式图纸
指定IC模型
在工具栏中单击图标
,添加IC模型,用鼠标左键单击其节点并拖动,进行连线,如图15-3所示。
图15-3将IC模型连接到传输线
在IC模型上双击,或右键单击IC模型在弹出的菜单中选择“AssignModels”命令,弹出AssignModels对话框,在此对话框的“Pins”列表中,列出了已经在原理图中添加的IC引脚,如图15-4所示。
图15-4AssignModels对话框
单击按钮
,弹出“SelectICModel”对话框,如图15-5所示。
图15-5SelectICModel对话框
在该对话框中的Selectalibrary,device,andsignl/pin栏中,左侧的一列复选框,可以选择IC模型的类型,如IBIS模型、SPICE模型、S-Parameter模型等。
在“Libraries”列表中可以选择模型的子类,在“Devices”列表中选择此类模型中的具体元器件。
确定好IC模型后,单击按钮
,返回“AssignModels”对话框,此时的窗口如图15-6所示。
在此对话框中的Buffersettings这一栏中,选择引脚的类型,可选的引脚类型有输入(Input)、输出(Output)、反向输出(OutputInverted)等。
设置好引脚类型后,原理图中的IC模型如图15-7所示。
图15-6AssignModels对话框
图15-7原理图中的IC模型
其中,“U1.1”为输出引脚,“U2.2”为输入引脚。
至此,一个简单的自由格式原理图建立完毕。
.2.2基于单元(Cell-Based)原理图
打开HyperLynxSimulationSoftware,在菜单栏中执行File/NewLineSimSchematic/Cell-Based菜单命令,新建Cell-Based原理图命令,或单击工具栏中的
图标,如图15-8所示。
图15-8新建Cell-Based原理图
在上图中可以看到,系统自动在原理图中添加了传输线、IC模型、端接电阻等元器件,只是这些元器件还没有被激活,以虚线表示。
∙在LineSim中,可以左键单击灰色的各元素(传输线、IC或者无源器件)便可以激活它们,这样就可以把它们加入到原理图中。
∙单击各个元素就可以进入它们的物理特性模型(选择一个IC模型、指定特性阻抗、改变元件值等等)。
在所需要添加的元器件及传输线上单击鼠标左键,可以将其激活,如单击第一排的两个IC符号以便激活LineSim原理图中的驱动器和接受器IC(CELLA0和B0),单击连接两个IC之间的标准的传输线符号,就可以激活此传输线。
再次单击鼠标左键,可删除激活的元器件,如图15-9所示。
图15-9在Cell-Based原理图中激活元器件
在已激活的元器件或传输线上单击鼠标右键,可以弹出编辑窗口,对选中的对象进行编辑,编辑的方法与自由格式原理图相同。
.3在LineSim中对传输线进行设置
在工具栏中单击Addtransmissionlinetoschematic添加传输线图标(
、
),在光标上会附着一段传输线的模型,,单击鼠标左键,在图纸上添加传输线,如图15-10所示。
图中的“83.5ohms”是这段传输线的特征阻抗,“444.547ps”是它的延迟,“3.000in”是传输线长度。
双击这段传输线或右键单击后在弹出菜单中选择EditTypeandValues命令,弹出“EditTransmissionLine编辑传输线”对话框,如图15-11所示。
图15-10添加传输线
图15-11EditTransmissionLine对话框
在图所示的对话框的Transmission-lineproperties这一栏中,显示了这段传输线的具体参数,如图15-12所示。
在Transmission-linetype栏中,可以选择传输线的类型,如“Stackup”叠层、“Microstrip”微带线、“Stripline”带状线等,单击每一个类型前的复选框,可以调出相应的“Values”选项卡,对传输线模型的参数进行配置。
例如,选择带状线“Stripline”,则相应得“Values”选项卡如图15-13所示。
图15-12Transmission-lineproperties栏
图15-13带状线对应的“Values”选项卡
.4层叠编辑器
在HyperLynx的LineSim和BoardSim中均包括一个强大的叠层编辑器,通过它可以简单地对PCB进行叠层设计和修改,以及对每个信号层进行特征阻抗的计算,以便对信号反射和信号完整性进行控制。
在HyperLynx的工具栏中单击EditStackup图标
,弹出“StackupEditor”对话框,如图15-14所示。
图15-14StackupEditor对话框
新的层叠结构编辑器中可以分为两个部分,电子表格区和图形区。
在表格区,可以将一个层面的数据拷贝到另一个层面上,在这里可以方便的了解印制板各个层的物理设置,并且可以进行逐层编辑。
在这个区域有5个标签,分别是Basic、Dielectric、Metal、ZOPlanning和CustomView。
一、Basic标签
在这个界面进行叠层结构的基本设置,测量单位、材料类型等。
比如图15-15所示,是设置某一层面的材料类型,金属还是介质,如果是金属层面,则在图15-16中,继续设置层面的属性:
信号层(Signal)、平面层(Solid/Plane)、混合层(Split/Mixed)和电镀层(Plating)。
图15-15设置材料类型
图15-16设置层面的属性
二、Dielectric标签
Dielectric界面如图15-17所示。
图15-17Dielectric界面
在这里设置介质材料属性,包括选用的介质工艺特性(prepregorcore聚酯胶片或堆芯)如上图中Technology栏所示。
传输线仿真损耗(GHz功能设置),以及介电常数的测量频率。
如图15-18中的100MHz处。
图15-18介电常数的测量频率
三、Metal标签
Metal界面如图15-19所示。
图15-19Metal界面
在这里设置PCB板金属层面草料,如上图中除了铜,还可以选择银、金等金属材料。
此外在界面的左下部,还可以选择是否自动计算金属周围介质层的电介质常数。
四、Z0Planning标签
Z0Planning界面如图15-20所示。
图15-20Z0Planning界面
(10)单导线的阻抗计算。
在Z0Planning标签里可以根据导线的几何参数来计算它们的特性阻抗。
在这里需要提供的参数有:
层叠厚度、介电常数、线宽。
叠层编辑器可以解算单导线和差分线的阻抗。
对于单导线,一旦叠层厚度、介电常数给定,导线宽度就是确定阻抗的主要参数,方法是:
∙单击电子表格区的Planning标签;
∙在界面左下方的选择框中选择“Singletrace”;
∙单击需要计算阻抗的层面Z0单元,将原默认的阻抗值改成需要的数值;
∙按下“Enter”,或者在另外一个单元处单击鼠标,则根据输入阻抗的要求,软件自动计算出需要的线宽。
(11)差分阻抗的计算。
对于差分线对,可以根据需要选定计算差分线阻抗的主参数:
∙线宽;
∙线距;
∙线宽和线距共同作用。
在图15-21中定义了差分阻抗为75Ω,且确定导线宽度为6mil,则所需要的线距为1.42mil。
图15-21根据线宽,计算差分线的线距
已知阻抗值、线宽,计算差分线线距:
1.单击电子表格区的Planning标签;
2.在界面左下方的Planfor选择框中选择“Differentialpair”;
3.在界面左下方的Strategy列表中选择解算条件:
separation(线距);
4.单击需要计算阻抗的层面Z0单元,将原默认的阻抗值改成需要的数值(100Ω);
5.单击需要计算阻抗的层面Z0单元,将原默认的线宽值改成需要的数值(15mil);
6.按下Enter或者在另外一个单元处单击鼠标则根据输入阻抗的要求,软件自动计算出需要的线距,如图15-22所示。
图15-22根据要求的线宽,计算差分线线距
已知阻抗值、线距,计算差分线线宽:
7.单击电子表格区的Planning标签;
8.在界面左下方的Planfor选择框中选择“Differentialpair”;
9.在界面左下方的Strategy列表中选择解算条件width(线宽);
10.单击需要计算阻抗的层面Z0单元,将原默认的阻抗值改成需要的数值(100Ω);
11.单击需要计算阻抗的层面Z0单元,将原默认的线距值改成需要的数值(14.162mil);
12.按下Enter或者在另外一个单元处单击鼠标,则根据输入阻抗的要求,软件自动计算出需要的线宽(15.008mil),如图15-23所示。
图15-23根据要求的线距,计算差分线线宽
已知阻抗值,同时计算差分线线距和线宽:
13.单击电子表格区的Planning标签;
14.在界面左下方的Planfor选择框中选择“Differentialpair”;
15.在界面左下方的Strategy列表中选择解算条件:
both(两者兼有);
16.单击需要计算阻抗的层面Z0单元,将原默认的阻抗值改成需要的数值(100Ω);
17.在该层面阻抗值单元出现一个按钮
,如图15-24所示。
图15-24根据要求的阻抗值同时计算差分线线距、线宽
,出现一个二维的曲线,其横坐标是线距,纵坐标是线宽。
可以根据这个曲线来确定实际的线宽和线距,如图15-25所示。
图15-25确定阻抗下线宽、线距的二维曲线图
可以根据这个曲线来确定实际线宽和线距。
在上图中单击鼠标右键,在弹出的菜单中,可以对曲线图进行拷贝、打印、放大、平移等操作,如图15-26所示。
图15-26曲线界面的操作菜单
五、CustomView标签
选中这个标签,将显示前面四个标签中所有的列表参数。
CustomView界面如图15-27所示。
图15-27CustomView界面
.5在LineSim中进行串扰仿真
在串扰仿真中以总线为例,进行总线上的串扰仿真讲解。
在现在的数字系统的典型总线一般包括许多物理上的并行走线-16、32、64位,甚至更多的信号线。
可是,当对这样的一组总线进行仿真时,很明显不会对所有的信号同时进行仿真(如果包括所有的信号进行仿真将浪费大量的时间)。
相反,应该利用串扰的特点,对造成串扰的受害网络影响最显著的两个网络进行仿真分析:
受害网络两边距离最近的两个网络。
所以,一般来说,应该集中尽力来分析仿真这三根网络组。
.5.1通过在原理图中建立一组三个相邻的走线
(12)单击工具条上的新建LineSim原理图图标,建立一个新的LineSim原理图。
(13)左键单击CELL:
A0和B0。
(14)左键单击这两个IC符号之间的一段传输线。
(15)在传输线符号上单击右键,打开传输线编辑对话框。
(16)在“Coupled”中选择单选Stackup。
将进入AddtoCouplingRegions对话框页,(NewCoupling)将出现在左边的窗口中。
(17)现在单击“EditcouplingRegion”表页,这里可以浏览建立的耦合区域的截面图。
从这里,单击Layer对话框中的下拉菜单,从中选择“3,Signal,InnerSignal1”,以及不选择“AutoZoom”复选框以便可以浏览整个叠层结构。
(18)单击传输线类型“Transmission-LineType”页表,在Comment域中填上“Aggressor1”。
(19)单击按钮
退出。
设置完毕以后如图15-28所示。
图15-28EditTransmissionLine对话框
(20)重复以上的几个步骤,用同样的方法建立第二和第三根网络,必须注意保证三根传输线处于同一个耦合区域“Coupling0001”中,命名第二根位于中间的传输线为“Victim”[TL(A1,B1)],而第三根位于右边的传输线命名为“Aggressor2”[TL(A2,B2)],如图15-29所示。
图15-29EditTransmissionLine对话框
它们之间的左右位置可以通过窗口底部的左右方向的箭头移动,按照需要调整三根传输线的位置,在Couplingregion中默认的平行长度是3inches,线宽是6.0mils,线到线的间距是8.0mils。
(21)在对话框的顶部,在Name域中输入“GenericBusExample”。
(22)改变长度为12.0inches。
设置后如图15-30所示。
图15-30EditTransmissionLine对话框
(23)在原理图中传输线设置后,如图15-31所示。
图15-31传输线设置
注意
在“Transmission-LineType”页表中的单选框“CouplingDirection”,是LineSim串扰的高级特点,它可以将比这里讨论的例子更复杂的耦合对进行仿真。
.5.2指派IC模型
现在,已经建立了三根平行的传输线例子,下一步,在仿真之前必须先指派IC模型。
(24)将鼠标指针移动到原理图左端的任何一个驱动IC符号上,将看到IC符号周围将出现一个红色的方框。
(25)右键单击CELL:
A0位置上的IC符号,将出现一个“AssignModels”对话框。
(26)单击对话框右边的Select…,打开“SelectICModel”对话框。
(27)在对话框的左边,单击EASY.MOD,将显示出一个HyperLynx的常用模型。
(28)从列表中选择CMOS,3.3V,FAST,单击按钮
,如图15-32所示。
图15-32SelectICModel对话框
(29)这时,一个确认框出现,询问是否将Vcc改变到3.3V,单击“Yes”。
(30)然后,单击AssignModels页的“Copy”和“PasteAll”快速地指派所有的IC模型都为“CMOS,3.3V,FAST”。
在IC符号的AssignModels对话框中指派的模型,默认为“Input”类型。
(31)通过选择对话框中的“BufferSetting”改变U(A0)和U(A2)类型为“Output”类型,如图15-33所示。
图15-33AssignModels对话框
三根传输线代表了总线中并行的三根走线。
左端三个三角形的IC驱动符号代表三根传输线左端的输出驱动器。
每根线的右端都有一个IC的接收端。
图15-34原理图编辑器
在仿真这个设计之前,将驱动端U(A0)更改为更快的器件,以便在示波器仿真时与U(A2)的波形不至于重叠。
(32)在AssignModels对话框中单击U(A0)。
再单击按钮
,将其模型改变为“CMOS3.3Vultra-fast”,以便将Aggressor1和Aggressor2的区别开。
(33)在AssignModels对话框中的“Pins”列表中选择U(A1),在对话框右上方的“BufferSettings”项目中选择“StuckLow”。
这表示在仿真中这个信号是保持在不变的低电平。
,关闭此对话框。
返回到原理图编辑器,注意中间的走线驱动器旁边的“0”,这代表这个驱动是“StuckLow”的,如图15-34所示。
.5.3Victim(受害网络)与Aggressor(入侵网络)
将各驱动IC设置为这种方式(中间走线设定为“StuckLow”,外面的走线设定为开关信号)是因为我们想将中间的走线定义为“Victim”(受害网络)和将外面的两根线定义为“Aggressors”(入侵网络)。
例如,想看看当周围的走线有开关跳变时,将在这根中间的走线上产生多大的串扰。
但是注意没有让中间的这根走线完全没有驱动,给它指派的一个驱动器,但是将其设定为静态。
Victim的IC驱动模型很重要,因为低阻抗的驱动产生的反射将超过串扰的能量。
关于“Victims”和“Aggressors”
LineSim可以仿真任何混合的“victim”和“aggressor”走线-事实上,仿真器并不区分它们之间的差别。
通常地,总是指定一根被设定为开关信号的走线为“Aggressors”,而另一根被观察串扰信号的走线为“Victims”。
在这个仿真中,也可以将中间的这根走线设定为开关信号,在这种情况下它就成为既是Aggressor也是Victim的走线了。
.5.4耦合域
LineSim的串扰功能可以在任何的LineSim原理图中增加耦合信息。
在原理图中的任何走线可以通过单击鼠标右键改变它的类型为“coupledstackup”,而且可以定义任何数量的耦合域,任何一根线都可以被增加到任意的一个耦合域中去。
当一根传输线被设定为耦合时,在原理图编辑器中的显示与未耦合的走线是不同的。
在原理图中,将鼠标指向任何一根传输线。
注意传输线周围黄色的高亮方框,以及通过鼠线相连的同一电磁耦合域中的其他传输线。
一旦这些传输线被定义为一个耦合域,域中的各属性以及长度都可以被定义,以便精确地符合需要仿真的条件。
而且这个定义是通过几何图形方式的,将这个几何图形方式的参数转化为电磁参数就是LineSim的工作了。
在右下角的阻抗列表中列出了电特性的概要。
之前定义的耦合域如下:
(34)所有的走线都在内层,“stripline”层;
(35)走线都是6mils宽和8mils间距(边到边);
(36)耦合走线的长度为12inches。
在对耦合域做任何改变之前,先对目前的参数设置情况下做一个仿真,看看产生多大的串扰。
.5.5运行串扰仿真
在前面已经画好的原理图并设置了各项基本参数的基础上,下面进行串扰仿真,并介绍一些减少串扰的方法。
六、运行仿真
(37)单击工具栏中的图标
,打开数字示波器窗口,如图15-35所示。
图15-35数字示波器窗口
确认DriverWaveform选项被设置为“Edge”-“FallingEdge”,以及IC模型被设置为“Typical”。
信号线的探针设置,即不同颜色代表的不同信号设置。
在示波器窗口的右半部分,单击旁边的
按钮,弹出“Probes”对话框,可以对信号线进行设置,双击颜色框可以修改颜色,其中U(A0):
红色,U(A1):
蓝色,U(A2):
黄色,U(B1):
紫色,如图15-36所示。
图15-36Probes对话框
(38)单击按钮
,开始仿真。
(39)当仿真完成,单击按钮
(后续可以使用这个波形作为参考),仿真波形如图15-37所示。
图15-37仿真波形
其中,U(A1)蓝色线和U(B1)紫色线波形显示了中间那条被干扰得线上驱动端和接收端电压,可以看出,A1几乎没有被干扰,这是由于该线发送端是阻抗很低的CMOS驱动器,但B1就不同了,它有约1V的干扰。
为了便于浏览,可以将U(A1)的蓝探头复选框前的选择取消。
最小化示波器窗口,然后在原理图上右键单击中间的Victim网络,选择“FieldSolver”页,单击按钮
,运行场分析,如图15-38所示。
图15-38场分析结果
图中蓝色的线代表耦合域之间的电力线,红色的线代表磁力线。
七、增加线距
减小串扰的一个明显的办法就是增加走线之间的间距。
(40)最小化示波器窗口。
(41)鼠标指向原理图中的任意一根传输线,单击右键重新打开“EditTransmission-line”对话框。
(42)单击“EditCouplingRegions”页表。
(43)在“CouplingRegion”列表中,高亮选择中间的一个传输线。
有两种方法可以选择:
或者单击选择列表中的传输线“TL(A1:
B1),‘Victim’”;
或者在将鼠标移动到图形显示中的中间线位置,左键单击即可选中。
(44)在“Trace-to-TraceSeparation”区域,在“Left”和“Right”编辑框中输入16,以增加线间的间距。
同时在图形显示中的间距也变得更大了,如图15-39所示。
图15-39EditTransmission-line对话框
(45)单击按钮
,关闭对话框,然后单击工具条上的示波器图标
,打开示波
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- HyperLynx 布线 仿真
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)