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Technologie PCB
Apsim Power Integrity spi
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Apsim Power Integrity spi

Apsim Power Integrity spi

2021-08-24
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Author:IPCB

In Conception des PCB, La disposition et l'analyse de la qualité des circuits à grande vitesse sont sans aucun doute au Centre des discussions des ingénieurs.. Surtout maintenant, les circuits fonctionnent de plus en plus fréquemment. For example, it is vEuh...y common for the application frequency of general digital signal processing (DSP) circuit boards to be in the range of 150-(2)00MHz. Dans la pratique, il n'est pas surprenant que la carte CPU atteigne plus de 500 MHz. The design of Ghz circuits in the industry has become very popular. Tous ces dessins PCB board Généralement réalisé par la technologie des panneaux multicouches. Dans la conception de circuits imprimés multicouches, it is inevitable to adopt the design technology of the power layer. Cependant,, in the design of the power layer, La conception devient très complexe en raison de l'utilisation mixte de plusieurs sources d'énergie.


So what are the problems that linger among PCB Ingénieurss? Comment définir le nombre de couches de PCB? Combien de couches sont incluses? How to arrange the content of each layer in the most reasonable way? S'il y a plusieurs étages, how to alternately arrange signal layers and ground layers, Attendez..


How to design multiple types of power supply block systems? Par exemple 3.3V, 2.5 volts, 5V, 12V Attendez un peu!. La division rationnelle de la couche d'alimentation électrique et la mise à la terre commune sont des facteurs importants qui influent sur la stabilité des PCB..


Comment concevoir un condensateur de découplage? L'utilisation d'un condensateur de découplage pour éliminer le bruit de commutation est une méthode courante, mais comment déterminer sa capacité? Où sont les condensateurs? Quand utiliser quel type de condensateur, Attendez..


Comment éliminer le bruit de rebond au sol? Comment le bruit de rebond au sol affecte - t - il et interfère - t - il avec les signaux utiles? Comment éliminer le bruit de retour? Dans de nombreux cas, la conception déraisonnable des circuits est la clé de la défaillance des circuits, et la conception des circuits est souvent le travail des ingénieurs.


Comment concevoir rationnellement la distribution actuelle? En particulier, la conception de la distribution du courant dans la couche de mise à la terre est très difficile. Si le courant total n'est pas réparti uniformément dans la carte PCB, il affectera directement le fonctionnement instable de la carte PCB.


En outre, il existe des problèmes de signal courants tels que le dépassement, le Sous - réglage, la sonnerie (Oscillation), le retard, l'appariement de l'impédance, la défaillance, Attendez.., mais ces problèmes sont étroitement liés aux problèmes susmentionnés. Il y a un lien de cause à effet entre eux.


In general, Conception d'un moteur à grande vitesse de haute qualité PCB board should be considered in terms of signal integrity (SI---Signal Integrity) and power integrity (PI---Power Integrity). Bien que le résultat le plus immédiat soit l'intégrité du signal, we must not neglect the design of power integrity in terms of its causes. Parce que l'intégrité de l'alimentation électrique affecte directement l'intégrité finale du signal PCB board.


There is a very big misunderstanding among PCB engineers, En particulier ceux qui utilisent les outils EDA traditionnels pour la grande vitesse Conception des PCB. Many engineers have asked us: "Why are the results analyzed by the SI signal integrity tool of the EDA inconsistent with the actual test results of our instruments, Les résultats de l'analyse sont généralement idéaux?"En fait,, this question is very simple. Les raisons de ce problème sont les suivantes:, the technical staff of the EDA manufacturer did not explain it clearly; on the other hand, C'est une compréhension des résultats de la simulation Conception des PCBer. We know that the most commonly used EDA tools in the Chinese market are SI (Signal Integrity) analysis tools. Si est basé sur l'analyse des modèles de câblage et d'équipement, indépendamment de l'influence de l'alimentation électrique, La plupart d'entre eux sont même des Appareils analogiques. Regardless of (it is assumed to be ideal), it is conceivable that such analysis results and actual results must be in error. Parce que dans la plupart des cas,, the impact of power integrity in PCB board Plus grave que si.


À l'heure actuelle, bien que certains fabricants d'AED offrent en partie une fonction d'analyse Pi (intégrité de l'alimentation électrique), l'utilisateur n'est toujours pas en mesure de voir des résultats proches des résultats réels des essais en raison de la séparation complète de leur fonction d'analyse de si (intégrité du signal). Rapport d'analyse. Pi et si sont étroitement liés. Dans de nombreux cas, la principale raison de la variation impaire du signal est le système d'alimentation électrique. Par exemple, la conception du condensateur de découplage n'est pas parfaite, la conception de la couche de mise à la terre n'est pas raisonnable, l'influence du circuit est grave, la distribution du courant n'est pas uniforme, le bruit de rebond de mise à la terre est trop grand, etc.


As a Conception des PCB engineer, I really want to see an analysis report close to the actual results, Cela facilite la correction et le dépannage, and achieve the effect of the real simulation design. L'émergence de l'outil SPI a permis la discussion ci - dessus.. L'abréviation de SPI est l'intégrité de l'alimentation électrique du signal, Comme son nom l'indique, it is an analysis tool that integrates SI signal integrity and PI power integrity. De cette façon, si et pi ne sont plus isolés.

ATL

Apsim - spi est le premier et le seul produit de l'industrie qui combine l'intégrité du signal et l'intégrité de l'alimentation électrique. Grâce à l'outil SPI, les ingénieurs en PCB peuvent observer les formes d'onde à partir des formes d'onde simulées, ce qui est très proche des essais réels de l'instrument. En d'autres termes, depuis lors, la conception théorique est comparable aux essais pratiques.


La fonction si traditionnelle est une analyse isolée qui suppose que la couche de puissance est dans un état idéal. Bien qu'il ait un grand effet auxiliaire, il n'a pas d'effet global et il est difficile pour l'utilisateur d'éliminer simplement les erreurs basées sur les résultats de l'analyse si. À titre d'hypothèse, si une carte à PCB est très mince en raison de son VCC et de ses fils au sol, le circuit ne fonctionnera naturellement pas pour le moment. Il est également facile de constater que des changements étranges dans le signal sont très graves lors de l'utilisation d'instruments tels que les oscilloscopes. Mais cette conception est facile à imaginer, si vous utilisez l'outil d'analyse si générique, vous ne pouvez pas simuler des changements étranges dans les signaux. À l'heure actuelle, bien que la forme d'onde du résultat de la simulation soit très complète et qu'il n'y ait pas de variation singulière, elle a en fait changé de façon singulière à un degré inopérant. Ainsi, un ingénieur a demandé une fois: « pourquoi la forme d'onde du signal dans la simulation si n'a - t - elle pas changé, aussi étroite soit - elle, alors que nous installons le cordon d'alimentation et le sol sur le PCB? » La raison en est que Pi n'a pas été pris en compte dans la simulation si. En d'autres termes, vos câbles électriques et terrestres ne sont pas pris en considération. La seule façon de résoudre ce problème est d'utiliser l'outil SPI. SPI tient pleinement compte de la couche au sol dans l'analyse de l'intégrité du signal si, y compris la ligne au sol dans la couche de signal et le remplissage du signal à grande surface. Les signaux instables ou les perturbations de ces strates seront entièrement superposés aux résultats de la simulation si. Ce n'est qu'ainsi que l'effet de travail réel peut être simulé, bien sûr, le résultat final est plus proche du résultat d'essai réel. Cela facilite l'examen visuel et la correction par l'Ingénieur.


Afin de réaliser la combinaison organique de si et pi, apsim - spi a apporté des ajustements importants au modèle interne, à la méthode de calcul, à l'interface utilisateur, à la fonction d'analyse et au mécanisme de simulation. L'objectif est d'assurer la perfection de la fonction SPI tout en maintenant l'utilisateur pratique. Par exemple, dans la modélisation rlgc et l'extraction des paramètres de distribution, l'extraction des paramètres rlgc de SPI est beaucoup plus complexe que l'extraction simple des paramètres si. Parce que dans SPI, les paramètres parasitaires de la couche de mise à la terre et la relation de connexion entre la couche de mise à la terre et la ligne de signal doivent être pleinement pris en considération.


L'apsim - spi tiendra pleinement compte de l'influence de la couche de sol lors de l'analyse des variations impaires du signal. Parce que SPI prend en considération le modèle de paramètre parasitaire de la couche de sol et le modèle de paramètre du câblage du signal, ainsi que le modèle Ibis ou Spice de l'équipement. Par conséquent, qu'il s'agisse de la conception du condensateur de découplage, du condensateur de filtre, de la résistance terminale et d'autres éléments analogiques, ou du bruit de commutation SSO, du bruit de rebond de la mise à la terre généré par le circuit pendant le fonctionnement, ils seront reflétés dans la forme d'onde du résultat final de la simulation.


À l'aide de l'outil SPI d'apsim, les ingénieurs en BPC peuvent observer visuellement les changements étranges des signaux lors de la conception des BPC et les ajuster en temps opportun. Si vous constatez que votre fil de terre n'est pas assez large, le signal peut être bruyant ou même déformé. À ce stade, vous pouvez ajuster la largeur du fil de terre jusqu'à ce que vous soyez satisfait. Quelle devrait être la largeur du fil de terre dans le passé? Les ingénieurs ne peuvent effectuer la mise en service que sur la base de leur expérience et n'ont pas d'outils pour les guider dans la conception. Si le fil de terre n'est pas correctement disposé, la probabilité que le PCB ne fonctionne pas sera très élevée. Mais aujourd'hui, les PCB sont si complexes, non seulement la largeur du fil de terre, mais aussi le remplissage du plan de sol, la conception du plan de sol multicouche, en particulier la technologie de segmentation du plan de sol, etc. différentes fréquences nécessitent différentes méthodes. Traitement. Si l'expérience limitée ne satisfait pas aux exigences de conception. Maintenant, avec l'aide de l'apsim - spi, les ingénieurs en PCB peuvent facilement savoir si la conception de ses systèmes de mise à la terre et de mise à la terre est raisonnable et efficace.


Par exemple, lorsqu'ils conçoivent des panneaux multicouches, de nombreux ingénieurs ne savent souvent pas s'il faut d'abord placer la couche signal ou la couche sol lorsqu'ils examinent la façon de placer chaque couche. La couche signal et la couche sol sont - elles placées alternativement ou centralement? Les ingénieurs peuvent maintenant obtenir les meilleurs résultats sur la base des résultats de la simulation SPI.


Un autre exemple: lorsqu'il y a plus d'une source d'énergie sur la couche de mise à la terre, comme la mise à la terre de 3,3v, la mise à la terre de 2,5v, la mise à la terre de 5V, etc., comment la diviser? Par le passé, les ingénieurs ne pouvaient compter que sur une expérience limitée et ne pouvaient considérer la rationalité que du point de vue de la délimitation des frontières. Si la conception n'est pas raisonnable à cet égard, les conséquences sont prévisibles. Je crois que les ingénieurs ont beaucoup d'expérience. Cependant, comme la couche de mise à la terre se trouve généralement au milieu de la planche à PCB, il est difficile de la modifier pour la mise en service parce qu'elle est physiquement inaccessible. En effet, lors de la conception d'une hiérarchie Multi - pouvoirs, il faut tenir compte non seulement des frontières entre les différentes régions, mais aussi des problèmes de filtrage, des points communs, etc. Grâce à l'outil SPI, les ingénieurs peuvent facilement concevoir des partitions de zones Multi - sources. Si ce n'est pas le cas, le signal sera déformé pendant la simulation, ce qui n'était pas possible auparavant.


Tout le monde est conscient de la gravité de ce bruit lorsqu'il s'agit de bruit de rebond au sol et de bruit de commutation SSO (dans l'Eda, ce bruit est résumé dans le cadre de l'analyse de l'intégrité de la puissance pi), en particulier les PCB à grande vitesse, qui sont souvent soumis à des conditions de fonctionnement instables et peuvent en fait être causés par le bruit de commutation ou de rebond au sol. Les ingénieurs doivent également connaître des solutions simples. Mais d'un point de vue quantitatif, c'est très compliqué. Par exemple, une façon simple et efficace d'éliminer le bruit de commutation SSO est d'ajouter un condensateur de filtre entre l'alimentation électrique et la mise à la terre. La méthode courante consiste à ajouter des condensateurs électrolytiques de qualité et de type différents. Il doit être facile pour les ingénieurs de déterminer quantitativement la tension maximale de ces condensateurs. La détermination quantitative de la capacité (capacité) de ces condensateurs (dans la mesure où elle peut être calculée en fonction de la tension de fonctionnement des PCB) est souvent fondée sur l'expérience ou sur la conception d'autres circuits. Parce qu'il est difficile de compter sur la théorie pour calculer. Surtout maintenant que les circuits imprimés sont si complexes, il est plus difficile de compter sur l'informatique manuelle. L'emplacement des condensateurs est également l'un des facteurs difficiles à déterminer. Cependant, la position de ces condensateurs électrolytiques et leur fonction de filtrage seront étroitement liées. (la méthode habituelle est de le placer sur la prise de courant de la carte PCB).


Maintenant, avec l'outil apsim - spi, les ingénieurs peuvent facilement concevoir et vérifier l'effet de ces condensateurs de filtre. La position et la capacité de ces condensateurs sont déterminées efficacement. Assurez - vous de ne pas utiliser de condensateurs supplémentaires et de ne pas en avoir moins!


APSIM-SPI also has many features related to odd signal changes and simulation design. Nous pensons que la vitesse actuelle PCB board design must be carried out with advanced auxiliary means. SPI combine de nombreuses années d'expérience de conception et intègre des techniques avancées d'analyse si et pi pour simuler directement et réellement l'état de fonctionnement spécifique de l'équipement PCB board, Sur la base des résultats réels des essais, cela est plus proche. SPI provides a brand-new debugging platform, Transition vers un environnement de simulation basé sur des années d'expérience. Greatly improve the one-time design success rate of high-speed PCB. SPI est devenu l'outil de conception et d'analyse le plus populaire et le plus nécessaire pour les trains à grande vitesse Conception des PCB engineers in the industry. SPI travaille en étroite collaboration avec d'autres entreprises Conception des PCB tools in the industry. Comme mentor graphics., Cadence, Matelas, Protel,...