HyperLynx布線前仿真解讀

1、第 15章HyperLynx 布線前仿真HyperLynx 是高速仿真工具。用HyperLynx 的 LineSim 做布線前仿真,可以及早地預(yù)測和消除信號完整性問題，從而有效地約束布局、計劃疊層、并在電路板布局之前優(yōu)化時鐘、關(guān)鍵信號拓撲和終端負載。15.1 LineSim進行仿真工作的基本方法許多PCB 板的設(shè)計，雖然在設(shè)計的初始階段就設(shè)計出了一系列的技術(shù)措施，來保證可以按照要求完成PCB 設(shè)計任務(wù)。然而實際往往設(shè)計過程中不能達到其要求。使用LineSim 這個布線前仿真工具，可以在PCB 設(shè)計的初期，將考慮到的 PCB 板布線、布局方案進行仿真，再根據(jù)仿真的結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整布局、布線策略，使

2、得實際的布板更加合理。由于普通的PCB 電路圖設(shè)計工具，不包括進行信號完整性、交叉干擾、電磁屏蔽仿真的各種信號的物理信息。比如，一個時鐘網(wǎng)絡(luò)在PCB 原理圖上只不過是幾條從驅(qū)動器到接收器之間的若干條線而已。然而這些線的屬性直接影響到一系列的信號完整性問題。比如這根線是單一的一根線還是組線，是在PCB 外層布線還是在內(nèi)層布線，這些都是影響纖毫完整性的重要因素。LineSim 對這些問題都能給與解決。LineSim 仿真的具體方法如下：(1) 啟動運行HyperLynx 軟件，新建一個LineSim 原理圖；(2) 激活原本為暗色的傳輸線，輸入傳輸線的各種參數(shù)；(3) 激活輸出端和接收端的IC 元

3、器件，并為IC 器件選擇仿真模型；(4) 激活無源器件，并輸入具體參數(shù)值；(5) 打開仿真示波器窗口；(6) 為即將進行仿真設(shè)置參數(shù)；(7) 運行仿真，在LineSim 中設(shè)置探針；(8) 觀察仿真結(jié)果，并測試時序和電壓；(9) 將仿真結(jié)果以不同的形式輸出。15.2 進入信號完整性原理圖在 LineSim 的原理圖中包含兩種格式，一種是自由格式原理圖(Free-Form) ，另一種是基于單元原理圖(Cell-Based) 。的進入信號完整性原理圖15.2.1 自由格式原理圖打開HyperLynx Simulation Software ,其工作界面如圖15-1所示。圖15-1 HyperLyn

4、x的工作界面在菜單欄中執(zhí)行 File/New LineSim Schematic/Free-Form 菜單命令，或單擊工具欄中的圖 標(biāo)道，彈出"HyperLynx-LincSim V7. 7-Untitled”對話框，如圖 15-2 所示。圖15-2自由格式圖紙指定IC模型在工具欄中單擊圖標(biāo) >1,添加IC模型，用鼠標(biāo)左鍵單擊其節(jié)點并拖動，進行連線，如 圖15-3所示。：-'： 'TL14E>B2.5 CHHE M7 3 pm3 flKI ft 融碑777?圖15-3將IC模型連接到傳輸線在IC模型上雙擊，或右鍵單擊IC模型在彈出的菜單中選擇“ Assig

5、n Models”命令,彈出Assign Models對話框，在此對話框的"Pins”列表中，列出了已經(jīng)在原理圖中添加的 IC弓I腳，如圖15-4所示。院udt Hi.ciF Q'Jtpyt lirarleMa:Ui"上 Iaw國i，虹kL hh方 Ihpulr CutCjt l_LI W L J«1 I. J>.Lu- 3*Ed. 1，iMma +TTjlOTiLQ f V<4 t<WT -”口IMLEULILD 丸i«iR=dil La c &L«Hint Tst S'q：'! iae it

6、 ipmib irilt u)*1.圖 15-4 Assign Models 對話框單擊按鈕WX 祥二二二,彈出 “ Select IC Model” 對話框，如圖 15-5 所示。snivel icIttc -n-rtcri .：r 空fc&tm 的 加閨Iw?Vtihi*20LiVML一初口用W國。聲VniBM- l.9jul鼻lELHhLib到國lEWLib ay wy mod| r<iOD Ifcra 6 g Fil|S-DLJFCE irfan 迎S4Ee-rt s Ersr- deK atw arAVpiv Lbf-SreL，|工抵11 一 金甌】出 的AW人如-&a

7、mp;y閨陽.51r +33度&.&E1與町 tt taIda 11st id 營忸*5 渦1j-史；1匚: 葡 Ad1A ，/b釉加 it., tt：H艮F工i?-OS _ W LIW“1、. il%，l口而 5F/F45T1X)5MJ5 ESI 口M OtfOS SV.UlT RAfA m國 rTLSZKtnuM-HinitUBS ；制5>南聞.PML .他阻b. rulipacl aga moMMDD-.Lf 士 djiiJt. EddIn uEhhi :i4也lii lECH.MLlD r wiach代|力|1#-口:口口出Hm b：x圖 15-5 Select

8、IC Model 對話框在該對話框中的 Select a library , device, and signl/pin欄中，左側(cè)的一列復(fù)選框，可以 選才i IC模型的類型，如IBIS模型、SPICE模型、S-Parameter模型等。在“ Libraries "列表 中可以選擇模型的子類，在“ Devices”列表中選擇此類模型中的具體元器件。確定好IC模型后，單擊按鈕陰 ，返回“ Assign Models”對話框，此時的窗口如圖15-6所示。在此對話中S中的Buffer settings這一欄中，選擇引腳的類型，可選的引腳類型有輸入(Input)、輸出(Output)、反向輸出

9、(Output Inverted)等。設(shè)置好引腳類型后，原理圖中的IC模型如圖15-7所示。圖 15-6 Assign Models 對話框TL1幻與日Mt3 DB n4>CM芯'三3/FART圖15-7原理圖中的IC模型307至此，一個簡單的自由格式原理圖建其中，“U1.1”為輸出引腳，“U2.2”為輸入引腳。立完畢。15.2.2 基于單元(Cell-Based )原理圖File/New LineSim Schematic/Cell-打開 HyperLynx Simulation Software,在菜單欄中執(zhí)行Based菜單命令，新建 Cell-Based原理圖命令，或單擊工

10、具欄中的逑圖標(biāo)，如圖15-8所示。圖15-8新建Cell-Based原理圖0層疊編輯器在上圖中可以看到，系統(tǒng)自動在原理圖中添加了傳輸線、 件，只是這些元器件還沒有被激活，以虛線表示。在LineSim中，可以左鍵單擊灰色的各元素（傳輸線、可以激活它們，這樣就可以把它們加入到原理圖中。IC模型、端接電阻等元器IC或者無源器件）便單擊各個元素就可以進入它們的物理特性模型（選擇一個IC模型、指定特性阻抗、改變元件值等等）在所需要添加的元器件及傳輸線上單擊鼠標(biāo)左鍵，可以將其激活，如單擊第一排的兩個IC符號以便激活LineSim原理圖中的驅(qū)動器和接受器IC （CELL A0和B0）,單擊連接兩個IC之間的

11、標(biāo)準(zhǔn)的傳輸線符號，就可以激活此傳輸線。再次單擊鼠標(biāo)左鍵，可刪除激活的元 器件，如圖15-9所示。圖15-9在Cell-Based原理圖中激活元器件在已激活的元器件或傳輸線上單擊鼠標(biāo)右鍵，可以彈出編輯窗口，對選中的對象進行編 輯，編輯的方法與自由格式原理圖相同。15.3 在LineSim中對傳輸線進行設(shè)置在工具欄中單擊 Add transmission line to schematic 添加傳輸線圖標(biāo)（_$!）,在光標(biāo)上會附著一段傳輸線的模型，單擊鼠標(biāo)左鍵，在圖紙上添加傳輸線，如圖 15-10所示。圖中的“ 83.5 ohms”是這段傳輸線的特征阻抗，“444.547 ps”是它的延遲，“3.

12、000 in”是傳輸線長度。雙擊這段傳輸線或右鍵單擊后在彈出菜單中選擇Edit Type and Values命令，彈出"Edit Transmission Line編輯傳輸線”對話框，如圖 15-11所示。TL1A33.5 ohms447547 年3 .COO in圖15-11 Edit Transmission Line 對話框圖15-10添加傳輸線在圖所示的話框的Transmission-line properties這一欄中，顯示了這段傳輸線的具體參數(shù)，如圖15-12所示。在Transmission-line type欄中，可以選擇傳輸線的類型，如"Stackup”

13、疊層、 “Microstrip ”微帶線、“Stripline”帶狀線等，單擊每一個類型前的復(fù)選框，可以調(diào)出相應(yīng)的“Values”選項卡，對傳輸線模型的參數(shù)進行配置。例如，選擇帶狀線" Stripline”，則相圖 15-12 Transmission-line properties 欄1!?4T 1 f SJn*-Lift4 Tyj* hfr ;心Lenplt ' LCcnijSai tucK<ea*- T:DrK h.5 山”。桀Pu hettl: - HZroz6 DI *:1 口mifi10110 ZeD dewie cmiBfli - Fr 4Lew;歸3t-

14、Lt1口加ZDs巒0 口h陋ID日每- 5271 ps l - a tinR Q 251 計£3Rs- 112mC由mjFsqmJTEGd = 14白”盧布ZmHr isR = COTpird小e k5： erEie T-pcrfict nIhr Op&oni-'Pie'Eieirtcigk后 £hu空t 小巾口 吐9rm /匚 q*lqirnLII jXJhjvH "g |8<111 <ri (17 P，bn "ftackqp" Eppe hi ht bdter tn ust l-lep k 附&土

15、圖15-13 帶狀線對應(yīng)的“ Values”選項卡應(yīng)得"Values”選項卡如圖15-13所示。15.4層疊編輯器在HyperLynx的LineSim和BoardSim中均包括一個強大的疊層編輯器，通過它可以簡 單地對PCB進行疊層設(shè)計和修改，以及對每個信號層進行特征阻抗的計算，以便對信號反 射和信號完整性進行控制。在HyperLynx的工具欄中單擊 Edit Stackup圖標(biāo)后,彈出"Stackup Editor”對話框, 如圖15-14所示。圖 15-14 Stackup Editor 對話框新的層疊結(jié)構(gòu)編輯器中可以分為兩個部分，電子表格區(qū)和圖形區(qū)。在表格區(qū)，可以將一

16、 個層面的數(shù)據(jù)拷貝到另一個層面上，在這里可以方便的了解印制板各個層的物理設(shè)置，并且 可以進行逐層編輯。在這個區(qū)域有5 個標(biāo)簽，分別是 Basic、Dielectric、Metal、ZO Planning 和 CustomView。一、Basic 標(biāo)簽在這個界面進行疊層結(jié)構(gòu)的基本設(shè)置，測量單位、材料類型等。比如圖15-15所示，是設(shè)置某一層面的材料類型，金屬還是介質(zhì)，如果是金屬層面，則在圖 15-16中，繼續(xù)設(shè)置層 面的屬性：信號層( Signal)、平面層(Solid/Plane)、混合層(Split/Mixed )和電鍍層(Plating)。Bl RM LtunkSIemLSul st14

17、itHid 11 Tiller5iili st rst?SI. EBn LQ* “ Ma 喊圖15-16設(shè)置層面的屬性Dielectric 標(biāo)簽Dielectric界面如圖15-17所示。IifcekLiui> lOEFEllu lb T«vnL3導(dǎo)我2TOPfle+41Fieils>Au.Id>LkDL6LGC1f3ifiMkEtl-btt即4 90« 02扉田*值1醇 1i>B A El5口 L <C-| V3 CSaLx 11 4,F= »p r« =Oi. 02Alaix. tfl* tilSa|UJ:加公JLtkl

18、。li tt tetra cL；Hhr F 44。Qjai irn-i-r .tolI士ME由Ml口Un-n下字 uJbGlotdJ = *：pi mRJQi QZrn$3FlhuUBi kt*0-1 riffI' i 1»F：r噸4.1* g1SE nTTZCMWe+a知皿需ideSornlplC Leli-CirSS總RAtla 9 £dUJjlu Ei hilUI k/*Ji.liuife LiKurdiiu£j Fitaurncy!Ml4P圖 15-17 Dielectric 界面在這里設(shè)置介質(zhì)材料屬性，包括選用的介質(zhì)工藝特性（ prepreg o

19、r core聚酯膠片或堆 芯）如上圖中Technology欄所示。傳輸線仿真損耗（GHz功能設(shè)置），以及介電常數(shù)的測量 頻率。如圖15-18中的100MHz處?！?Lalsulatt L , fo- metal 倒eis rttm wirsunInjdrfcttitsEWegnw ktHz圖15-18介電常數(shù)的測量頻率三、Metal標(biāo)簽Metal界面如圖15-19所示。耳地如無ITS”Xfct<l!m £也、 ,3iflhi 1 c. AtErlu .nlJ匚 iiLiir-1 lac引公a. m4. 9軋i£TDFM* tiSc .ru _Cepp«>

20、;1. T9匚 i tLteirscFWlJlQ，小* *A11*4.Cl at ac1 r4T9m rqtiSl T&.I.4r<*T1-IQ -qg八ITg1加3二。津J電工Q 3j. fTLiJieN4 i$1皿工乳a4上miCcj-p IT0.13.TqLb tLf-r-incid:JUj.He*4J ci”僮LCTI-4T1加F” 力41. T七EDTTOJijutsELg 二Ccjpfts0，qp%”1. TbL-td兌Li* Kh.甲5I 1F £l>UklHlE Ll k 辰,Ml圖 15-19 Metal 界面在這里設(shè)置 PCB板金屬層面草料，如

21、上圖中除了銅，還可以選擇銀、金等金屬材料。 此外在界面的左下部，還可以選擇是否自動計算金屬周圍介質(zhì)層的電介質(zhì)常數(shù)。四、Z0 Planning 標(biāo)簽Z0 Planning界面如圖15-20所示。T.ujrV£<£«5 L 1AtEeTuhkvI XV alh* lit75. t3TOFFid.£l E4，u1七 nJIt7.毋teit5電 IfLD4. i1 rji»rSi fenjbJ L卻 etkLfl匕15a. irtA 3*igE：r罰31DIrs“TT5S'xhuhxs -In-L ：4. *通上i.四IdiEtKleL4

22、. >12_flccruiiSJ LTsiLEL 3但 utc >F. XEi山Sa 1 4ve Ai. JGl. 5Lt卜甲 與普,丁名匚 HlftP<Eirei> iwrnriZlOiis phmirlv圖 15-20 Z0 Planning 界面(1)單導(dǎo)線的阻抗計算。在Z0 Planning標(biāo)簽里可以根據(jù)導(dǎo)線的幾何參數(shù)來計算它們的特性阻抗。在這里需要提 供的參數(shù)有：層疊厚度、介電常數(shù)、線寬。疊層編輯器可以解算單導(dǎo)線和差分線的阻抗。對于單導(dǎo)線，一旦疊層厚度、介電常數(shù)給定，導(dǎo)線寬度就是確定阻抗的主要參數(shù)，方法是: 單擊電子表格區(qū)的Planning標(biāo)簽; 在界面左下方

23、的選擇框中選擇" Single trace" 單擊需要計算阻抗的層面 Z0單元，將原默認(rèn)的阻抗值改成需要的數(shù)值； 按下“ Enter"，或者在另外一個單元處單擊鼠標(biāo)，則根據(jù)輸入阻抗的要求，軟件自動計算出需要的線寬。(2)差分阻抗的計算。對于差分線對，可以根據(jù)需要選定計算差分線阻抗的主參數(shù)： 線寬； 線距； 線寬和線距共同作用。在圖15-21中定義了差分阻抗為75，且確定導(dǎo)線寬度為6mil ,則所需要的線距為1.42mil 。Th.i 13 +2rBaft KO 1111aBth Ilk IlsSr litX« C<ri«1a a* aLO

24、4.14ITSbs.s?t5c''4 .g0 5£加加TS£.5507E44 9fl口 3加T"方>GJ. 5 5SL®4. 31DLJiaia ?r，rsri11_1.中心iw0 5ISAl 42130 5Bl 3圖15-21根據(jù)線寬，計算差分線的線距已知阻抗值、線寬，計算差分線線距:1. 單擊電子表格區(qū)的 Planning標(biāo)簽;2. 在界面左下方的 Plan for選擇框中選擇"Differential pair "3. 在界面左下方的Strategy列表中選擇解算條件：separation （線距）；4.

25、單擊需要計算阻抗的層面Z0單元，將原默認(rèn)的阻抗值改成需要的數(shù)值（100）；5.單擊需要計算阻抗的層面Z0單元，將原默認(rèn)的線寬值改成需要的數(shù)值(15mil);6. 按下EnlerJ或者在另外一個單元處單擊鼠標(biāo)則根據(jù)輸入阻抗的要求，軟件自動計算出需要的線距，如圖15-22所示。313的層疊編輯器Tlii due as*! DTE<Diff Z9»11B11«ZD Ca.rwe10. 5ST!?031UBI5|ID，33 '5tT104. ¥0. $昨62 5HT-10<3-a 5<drui»>reG2 55*一104.3:Lj

26、陣S.STTtoW 手0. 561 42D.予“1.Ftantoi: |0icnldpai三啪|II HiH七卜士叼：3(jKt H scpofation T 在舊門旭才弋即力0中口我所"的圖15-22根據(jù)要求的線寬，計算差分線線距已知阻抗值、線距，計算差分線線寬:1 . 單擊電子表格區(qū)的 Planning標(biāo)簽；2 .在界面左下方的 Plan for選擇框中選擇"Differential pair "3 .在界面左下方的Strategy列表中選擇解算條件width (線寬)；4 .單擊需要計算阻抗的層面Z0單元，將原默認(rèn)的阻抗值改成需要的數(shù)值(100)；5 .單擊

27、需要計算阻抗的層面Z0單元，將原默認(rèn)的線距值改成需要的數(shù)值(14.162mil);6 .按下Enter或者在另外一個單元處單擊鼠標(biāo)，則根據(jù)輸入阻抗的要求，軟件自動計算出需要的線寬(15.008mil),如圖15-23所示。317100可以根Thl i i Ei n1EIt 3Width413Ezn c«j w e1 -=rsfloF)par &4 3L>T5磯燈EL,L。P.5nJT HI15|tLD>-4 3HD $鴨? MSL5J_L0>4 ?與L<1*11 Q J：軸91LL手|iiLfritjat 5T5LE1$i 5S 3圖15-23根據(jù)要求

28、的線距，計算差分線線寬已知阻抗值，同時計算差分線線距和線寬:1. 單擊電子表格區(qū)的 Planning標(biāo)簽；2. 在界面左下方的 Plan for選擇框中選擇"Differential pair "3. 在界面左下方的Strategy列表中選擇解算條件：both （兩者兼有）；4. 單擊需要計算阻抗的層面Z0單元，將原默認(rèn)的阻抗值改成需要的數(shù)值)；5. 在該層面阻抗值單元出現(xiàn)一個按鈕上四如圖15-24所示。,1% n?1：Fiift (ahSWltlfe ihz® 二LD 9； 力4,W nL jLi九2竄LI* 14t15TL,WLl)4 1fP工rsrLH=ID

29、.1n卡1LU* iIDL<£u12rsFt ”LIUiLiD智rsEZ口方J 3占叩事凸2 T生媼dhlaS 1 C&TOO fnMHI 30 *n|pMibllii圖15-24根據(jù)要求的阻抗值同時計算差分線線距、線寬單擊按鈕View. |,出現(xiàn)一個二維的曲線，其橫坐標(biāo)是線距，縱坐標(biāo)是線寬。據(jù)這個曲線來確定實際的線寬和線距，如圖15-25所示。圖15-25確定阻抗下線寬、線距的二維曲線圖可以根據(jù)這個曲線來確定實際線寬和線距。在上圖中單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中, 可以對曲線圖進行拷貝、打印、放大、平移等操作，如圖 15-26所示。Fit to 冒ind口什4工凸口小i

30、n卷 P Mini ng TrsLck CursorCopyC trl+CCopy invertedPrint.圖15-26曲線界面的操作菜單五、Custom View 標(biāo)簽選中這個標(biāo)簽，將顯示前面四個標(biāo)簽中所有的列表參數(shù)。Custom View界面如圖15-27所示。, Eli 1匚 olurL!nr Ur<v EtrleLkjr . r0tfb*Vz«,BaTh±1口i e1.=Ie£c初 He kk2p11" urarKlt<l，皿M3Sn?3l： r，K*4FMDE.&M忠Ab-lftlLMH II is. lieF工 wwF

31、emI：KH*1£皿電Jizrib*FVdc-BlnjierSi ua.L 2Hb-lulEl H4.1缶i+社a七”PHO區(qū)直加1A14111DItlCrnFECTTOX他“l(fā)臼A JHi 占rlc£d Jit 心，上7 日!Ei fn el* |嗎七口 fmn ii_|TQ_ridir dp(LrhieEr heqjsnzjj: I MT?ClKtonk2$ .圖 15-27 Custom View 界面15.5 在LineSim中進行串?dāng)_仿真在串?dāng)_仿真中以總線為例，進行總線上的串?dāng)_仿真講解。在現(xiàn)在的數(shù)字系統(tǒng)的典型總線一般包括許多物理上的并行走線-16、32、64位，甚

32、至更多的信號線。可是，當(dāng)對這樣的一組總線進行仿真時，很明顯不會對所有的信號同時進行 仿真(如果包括所有的信號進行仿真將浪費大量的時間)。相反，應(yīng)該利用串?dāng)_的特點，對造成串?dāng)_的受害網(wǎng)絡(luò)影響最顯著的兩個網(wǎng)絡(luò)進行仿真分析：受害網(wǎng)絡(luò)兩邊距離最近的兩個網(wǎng) 絡(luò)。所以，一般來說，應(yīng)該集中盡力來分析仿真這三根網(wǎng)絡(luò)組。15.5.1 通過在原理圖中建立一組三個相鄰的走線(2)(4)(6)(8)單擊工具條上的新建 LineSim 原理圖圖標(biāo)，建立一個新的 LineSim原理圖。左鍵單擊CELL:A0和B0。左鍵單擊這兩個IC符號之間的一段傳輸線。在傳輸線符號上單擊右鍵，打開傳輸線編輯對話框。在"Coupl

33、ed”中選擇單選 Stackup。將進入 Add to Coupling Regions 對話框 頁，(New Coupling )將出現(xiàn)在左邊的窗口中。現(xiàn)在單擊“Edit coupling Region”表頁，這里可以瀏覽建立的耦合區(qū)域的截面圖。從這里，單擊Layer對話框中的下拉菜單，從中選擇"3,Signal, InnerSignal1”,以及不選擇"Auto Zoom”復(fù)選框以便可以瀏覽整個疊層結(jié)構(gòu)。單擊傳輸線類型“Transmission-Line Type”頁表，在 Comment域中填上“Aggressor 1”。單擊按鈕贈I退出。設(shè)置完畢以后如圖 15-28

34、所示。圖 15-28 Edit Transmission Line 對話框(9)重復(fù)以上的幾個步驟，用同樣的方法建立第二和第三根網(wǎng)絡(luò)，必須注意保證三根傳輸線處于同一個耦合區(qū)域“Coupling0001 ”中，命名第二根位于中間的0在LineSim中進行串?dāng)_仿真?zhèn)鬏斁€為“ Victim” TL (A1,B1),而第三根位于右邊的傳輸線命名為 "Aggressor2” TL (A2,B2 ),如圖 15-29 所示。圖 15-29 Edit Transmission Line 對話框它們之間的左右位置可以通過窗口底部的左右方向的箭頭移動，按照需要調(diào)整三根傳輸線的位置，在 Coupling

35、 region中默認(rèn)的平行長度是3inches,線寬是6.0mils ,線到線的間距是 8.0mils 。(10)(11)在對話框的頂部，在 Name域中輸入“Generic Bus Example”。 改變長度為12.0inches。設(shè)置后如圖15-30所示。圖 15-30 Edit Transmission Line 對話框(12)在原理圖中傳輸線設(shè)置后，如圖 15-31所示。注意在"Transmission-Line Type”頁表中的單選框“Coupling Direction”,是 LineSim 串?dāng)_ 的高級特點，它可以將比這里討論的例子更復(fù)雜的耦合對進行仿真。15.5.

36、2 指派IC模型現(xiàn)在，已經(jīng)建立了三根平行的傳輸線例子，下一步，在仿真之前必須先指派IC模型。(1)將鼠標(biāo)指針移動到原理圖左端的任何一個驅(qū)動IC符號上，將看到IC符號周圍將出現(xiàn)一個紅色的方框。(2)右鍵單擊CELL:A0位置上的IC符號，將出現(xiàn)一個“ Assign Models”對話 框。(4)單擊對話框右邊的 Select ；打開"Select IC Model”對話框。在對話框的左邊，單擊 EASY.MOD ,將顯示出一個 HyperLynx的常用模型。從列表中選擇 CMOS,3.3V,FAST,單擊按鈕氟 L如圖15-32所示。圖 15-32 Select IC Model 對話

37、框(6)這時，一個確認(rèn)框出現(xiàn)，詢問是否將 Vcc改變到3.3V,單擊“ Yes”。 然后，單擊 Assign Models頁的"Copy"和"Paste All "快速地指派所有的IC 模型者B為 “CMOS,3.3VFAST'。注意在IC符號的Assign Models對話框中指派的模型，默認(rèn)為"Input”類型。(8)通過選擇對話框中的“ Buffer Setting”改變 U(A0)和U(A2)類型為“ Output” 類型，如圖15-33所示。圖 15-33 Assign Models 對話框325.GMO83 3VrFST &

38、#163; J.I Z IVB g圖15-34原理圖編輯器三根傳輸線代表了總線中并行的三根走線。左端三個三角形的IC驅(qū)動符號代表三根傳輸線左端的輸出驅(qū)動器。每根線的右端都有一個IC的接收端。在仿真這個設(shè)計之前，將驅(qū)動端U(A0)更改為更快的器件，以便在示波器仿真時與U(A2)的波形不至于重疊。(9)在Assign Models對話框中單擊 U(A0)。再單擊按鈕匡亙運Z二L將其模型改變?yōu)?“CMOS 3.3V ultra-fast”，以便 將 Aggressor 1 和 Aggressor 2 的區(qū) 別開。(10)在 Assign Models 對話框中的“Pins”列表中選擇 U(A1),在

39、對話 框右上方的“Buffer Settings”項目 中選擇"Stuck Low "。這表示在仿真 中這個信號是保持在不變的低電 平。單擊按鈕確足I .關(guān)閉此對話框。返回到原理圖編輯器，注意中間的走線驅(qū) 動器旁邊的“ 0”，這代表這個驅(qū)動是“StuckLow”的，如圖15-34所示。15.5.3 Victim （受害網(wǎng)絡(luò)）與 Aggressor （入侵網(wǎng)絡(luò)）將各驅(qū)動IC設(shè)置為這種方式（中間走線設(shè)定為“ Stuck Low"，外面的走線設(shè)定為開關(guān) 信號）是因為我們想將中間的走線定義為“ Victim "（受害網(wǎng)絡(luò)）和將外面的兩根線定義為 “Aggress

40、ors”（入侵網(wǎng)絡(luò)）。例如，想看看當(dāng)周圍的走線有開關(guān)跳變時，將在這根中間的走 線上產(chǎn)生多大的串?dāng)_。但是注意沒有讓中間的這根走線完全沒有驅(qū)動，給它指派的一個驅(qū)動 器，但是將其設(shè)定為靜態(tài)。Victim的IC驅(qū)動模型很重要，因為低阻抗的驅(qū)動產(chǎn)生的反射將超過串?dāng)_的能量。關(guān)于 “Victims” 和 “Aggressors'LineSim 可以仿真任何混合的"victim "和"aggressor”走線事實上，仿真器并不區(qū) 分它們之間的差別。通常地，總是指定一根被設(shè)定為開關(guān)信號的走線為“ Aggressors”，而另 一根被觀察串?dāng)_信號的走線為“Victims”。在

41、這個仿真中，也可以將中間的這根走線設(shè)定為開關(guān)信號，在這種情況下它就成為既是Aggressor也是Victim的走線了。15.5.4 耦合域LineSim的串?dāng)_功能可以在任何的LineSim原理圖中增加耦合信息。在原理圖中的任何走線可以通過單擊鼠標(biāo)右鍵改變它的類型為" coupled stackup”,而且可以定義任何數(shù)量的 耦合域，任何一根線都可以被增加到任意的一個耦合域中去。當(dāng)一根傳輸線被設(shè)定為耦合 時，在原理圖編輯器中的顯示與未耦合的走線是不同的。在原理圖中，將鼠標(biāo)指向任何一根傳輸線。注意傳輸線周圍黃色的高亮方框，以及通過 鼠線相連的同一電磁耦合域中的其他傳輸線。一旦這些傳輸線被

42、定義為一個耦合域，域中的 各屬性以及長度都可以被定義，以便精確地符合需要仿真的條件。而且這個定義是通過幾何 圖形方式的，將這個幾何圖形方式的參數(shù)轉(zhuǎn)化為電磁參數(shù)就是LineSim的工作了。在右下角的阻抗列表中列出了電特性的概要。之前定義的耦合域如下：（1）所有的走線都在內(nèi)層，“stripline ”層；（2）走線都是6mils寬和8mils間距（邊到邊）；（3）耦合走線的長度為12 inches o在對耦合域做任何改變之前，先對目前的參數(shù)設(shè)置情況下做一個仿真，看看產(chǎn)生多大的 串?dāng)_。15.5.5 運行串?dāng)_仿真在前面已經(jīng)畫好的原理圖并設(shè)置了各項基本參數(shù)的基礎(chǔ)上，下面進行串?dāng)_仿真，并介紹 一些減少串?dāng)_

43、的方法。一、運行仿真（1）單擊工具欄中的圖標(biāo) 戳,打開數(shù)字示波器窗口，如圖15-35所示。圖15-35數(shù)字示波器窗口確認(rèn)Driver Waveform選項被設(shè)置為"Edge" " Falling Edge”,以及IC模型被設(shè)置 為 "Typical”。信號線的探針設(shè)置，即不同顏色代表的不同信號設(shè)置。在示波器窗口的右半部分，單擊 旁邊的+|按鈕，彈出“ Probes”對話框，可以對信號線進行設(shè)置，雙擊顏色框可以修改顏 色，其中 U (A0):紅色，U (A1):藍色，U (A2):黃色，U (B1):紫色，如圖 15-36所 示。圖15-36 Probes

44、對話框(2)單擊按鈕三坦吧二1,開始仿真。(3)當(dāng)仿真完成，單擊按鈕ggcr I (后續(xù)可以使用這個波形作為參考)，仿真圖15-37仿真波形其中，U (A1)藍色線和 U (B1)紫色線波形顯示了中間那條被干擾得線上驅(qū)動端和 接收端電壓，可以看出，A1幾乎沒有被干擾，這是由于該線發(fā)送端是阻抗很低的CMOS驅(qū)動器，但B1就不同了，它有約1V的干擾。為了便于瀏覽，可以將U(A1)的藍探頭復(fù)選框前的選擇取消。最小化示波器窗口，然后在原理 圖上右鍵單擊 中間的 Victim 網(wǎng)絡(luò)，選擇"Field Solver”頁，單擊按鈕 二二二§海匚二二I,運行場分析，如圖15-38所示。圖1

45、5-38場分析結(jié)果圖中藍色的線代表耦合域之間的電力線，紅色的線代表磁力線。二、增加線距減小串?dāng)_的一個明顯的辦法就是增加走線之間的間距。(1)最小化示波器窗口。(2)鼠標(biāo)指向原理圖中的任意一根傳輸線，單擊右鍵重新打開" Edit Transmissionline" 對話框。(3) 單擊“Edit Coupling Regions ”頁表。(4)在“Coupling Region "列表中，高亮選擇中間的一個傳輸線。有兩種方法可以 選擇：或者單擊選擇列表中的傳輸線“TL(A1:B1),'Victim"'或者在將鼠標(biāo)移動到圖形顯示中的中間線位置

46、，左鍵單擊即可選中。(5) 在“Trace-to-Trace Separation"區(qū)域，在"Left"和"Right”編輯框中輸入16,以增加線間的間距。同時在圖形顯示中的間距也變得更大了，如圖15-39所示。圖 15-39 Edit Transmission-line 對話框(6)單擊按鈕I確定I,關(guān)閉對話框，然后單擊工具條上的示波器圖標(biāo)朝，打開示波器仿真窗口。(7)單擊開始仿真按鈕St/tSinu以ion仿真結(jié)果如圖15-4。所示。圖15-40增加線間距后的串?dāng)_波形第15章 HyperLynx布線前仿真0顯然最大串?dāng)_值(紫色波形)已經(jīng)減小了，但還是

47、超過了設(shè)計的允許范圍(200mV)。關(guān)閉示波器，返回原理圖，在原理圖中用鼠標(biāo)右鍵單擊中間的Victim 網(wǎng)絡(luò)，在“ EditTransmission-line”對話框中選擇 Field Solver選項卡，單擊按鈕|二二二至運二二|,再次運行場 分析，分析Z果如圖15-41所示。圖15-41增加線間距后的場分析結(jié)果三、減小介質(zhì)層厚度除了改變線間距，還有許多辦法可以影響串?dāng)_。有時可以通過調(diào)整PCB的疊層結(jié)構(gòu)參數(shù)，試試通過簡單的調(diào)整疊層結(jié)構(gòu)來看看其對串?dāng)_的影響。編輯PCB疊層，參考層與內(nèi)信號層的間距從10mils減小到5mils,然后重新仿真。(1)最小化示波器窗口。(2)執(zhí)行Edit/Stack

48、up 菜單命令，彈出疊層編輯器Stackup Editor對話框。(3)單擊位于"VCC "和"Inner1”之間的介質(zhì)層，雙擊其 Thickness處的輸入 框，將10改為5。(4)同樣單擊位于"GND "和"Inner2”之間的介質(zhì)層，雙擊其 Thickness處的輸 入框，將10改為5,如圖15-42所示。圖 15-42 疊層編輯器 “ Stackup Editor”3270在LineSim中進行串?dāng)_仿真(5)通過右邊的圖形顯示確認(rèn)兩個改為閉窗口。(6)重新打開示波器窗口，單擊仿真按鈕為了便于觀察將U (A0)和U (A1)5m

49、ils的地方，然后單擊按鈕I匚二芭二I關(guān)Start Simulation I前面的復(fù)選框關(guān)閉，并將其垂直刻度調(diào)節(jié)為200mV/div ,波形如圖15-43所示。圖15-43減小介質(zhì)層厚度后的串?dāng)_仿真結(jié)果329現(xiàn)在Victim線接收端的最大串?dāng)_值已經(jīng)大大地降低了，大約小于200mV左右。一般來說，串?dāng)_可以被許多因素所影響，例如：驅(qū)動 IC的技術(shù)、線間距、線寬、線長、端接(串?dāng)_需要更加比單端線復(fù)雜的端接)和 PCB疊層(疊層順序和介質(zhì)的厚度) 等。LineSim可以快速地分析和找到解決辦法，以滿足設(shè)計要求。關(guān)閉示波器，返回原理圖，在原理圖中用鼠標(biāo)右鍵單擊中間的Victim網(wǎng)絡(luò)，在 EditTran

50、smission-line對話框中選擇"Field Solver"選項卡，單擊按鈕K還J.再次運行場分析，分析結(jié)果如圖 15-44所示。圖15-44減小介質(zhì)層厚度后場分析結(jié)果四、凈化Aggressor 信號注意Aggressor 1和Aggressor 2上的紅色和黃色的波形上的過沖，如果能夠端接這兩根傳輸線，將會極大減小串?dāng)_。(1) 單擊工具條上的 Open Terminator Wizard命令。(2)選才i U(A0),然后單擊 OK。如果在"Apply Tolerance”下拉選項中選擇了 "10 percent”,端接向?qū)ㄗh在(4)Agg

51、ressor 1傳輸線上增加一個 39Ohm的串連端接電阻，如圖 15-45所示。圖 15-45 Terminator Wizard 對話框0K左鍵單擊U (A0)右邊的電阻符號(傳輸線左邊)，從下拉表中選擇Resistor,如圖 15-46 所示。CELL;2 #% Ui ri 10分«R整逾皿.，F(xiàn)cnii*0MInductorCdnactor None19 3 nJhrwi2.1 QQ 口二1N IWJU 不CELL圖15-46 添加電阻后的原理圖 鼠標(biāo)右鍵單擊電阻符號，在 Resistance輸入框中輸入56,如圖15-47所示。圖 15-47 Edit Resistor V

52、alues 對話框(6)很明顯Aggressor 2也是同樣的拓撲結(jié)構(gòu)，所以對于U(A2)重復(fù)以上的兩個步驟。(7)返回示波器窗口重新仿真，仿真波形如圖15-48所示。圖15-48凈化Aggressor信號后的波形現(xiàn)在紅色和黃色的波形看起來就相當(dāng)好了，將其他波形信號關(guān)閉，以便可以看得更加清 楚。改變垂直電壓刻度到100mV/div ,可以看出波形有了很大的改善，串?dāng)_值大約只有30mV左右，如圖15-49所示。圖15-49 U (B1)信號波形五、Victim網(wǎng)絡(luò)的端接如果這根線上的驅(qū)動器為時鐘沿1ns,那么就應(yīng)該繼續(xù)仿真，并最好在這根網(wǎng)絡(luò)上增加端接。(1) 左鍵單擊 Victim 網(wǎng)絡(luò)上的串連電阻，象 Agressor 一樣加入一個 39 Ohms的 串連電阻。(2)右鍵單擊U(A1),將其從“ Stuck Low”改為“ Output”類型。(3)重新仿真黃色U(A1)和綠色U(B1)的信號下降沿。使用LineSim最大的好處就是建立布線約束和設(shè)計指導(dǎo)。例如在上面的例子中，對于這個總線的布線最小線距為16mils,必須進行串行端接對過沖和串?dāng)_進行控制。第15章 HyperLynx布線前仿真15.6 LineSim的差分信號仿真在使用一對差分線的時候，你經(jīng)常有意的將兩根線緊密并列排列在一起，因此任何的外 部信號如果在一根線上引起干擾，則必然在另一根線上