去耦电容仿真设置(三)
; B0 M* a6 _; X8 A' d4 }) }
; C: ?4 h' t/ f本模块用到的PCB案例:
1. 6层PCB设计,第2层是地平面、第5层是电源平面
2.1个电源网络:VCC(红色显示网络)
3.1个地网络:GND(绿色显示网络)
4.1个VRM、5个IC器件(阻抗观测点)、28个去耦电容
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! d) s0 l, W) u. y/ Q
5 V9 n" ~- E3 o( ~/ K
h5 L- `2 `9 S, g3 n本模块中,我们将会用OptimizePI分析不同的电容滤波方案对几个IC器件的电源阻抗的影响,从OptimizePI推荐的方案中选择合适的方案优化PDN设计。
! C/ Y h( p: ]( V1 y0 D8 B7 e2 A15. 在Workflow中选择“Discretes(Optional)”,这一步用于检查和设置如电感、磁珠、电阻等其它器件的模型。本案例中不需要设置
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0 r: D+ F# d* L ]2 O! X( |
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7 n. ?$ S# |8 S9 s+ s8 o16. 在Workflow中选择“Frequency/Time Range”。
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% v: J6 @8 ^( r. i: V) V7 F+ Z
设置仿真频率为100KHz-1GHz。
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17. 在Workflow中选择“Analysis Type”。
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选择Optimization->Device Optimization。点击OK确认
2 d: y0 A; S1 |8 _+ N- z, q
d( A* ?, h9 a7 H# H8 o1 `: g18. 在Workflow中选择“Device Optimization Parameters”。
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& e+ ]6 u* P! K4 P在Device Optimization Parameters->Optimization Manager页面,设置优化目标为“Best Performance vs. Cost”,在优化PDN性能的同时尽可能降低电容成本。
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A. b4 R. b1 V( q8 ^1 @. i
Impedance Measure用于设置PDN阻抗的测量方式:
# Q9 W" L0 M1 W+ i“Average Impedance Ratio to Threshold-log” 是将仿真得到的每条阻抗曲线上每个频点的阻抗和Threshold曲线阻抗的差,取Log,再相加得到一个最终的PDN阻抗值;
“Average Impedance Ratio to Threshold-linear”是将仿真得到的每条阻抗曲线上每个频点的阻抗和Threshold曲线阻抗的差,直接相加得到一个最终的PDN阻抗值;
“Average Impedance Percentage Difference to Target”是将仿真得到的每条阻抗曲线上每个频点的阻抗和Target曲线阻抗的差的百分比相加得到一个最终的PDN阻抗值。
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本案例选择默认的“Average Impedance Ratio to Threshold-log”。
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$ V( ]; C2 I: l/ @右边的网络选择区域,勾选VCC和GND网络进行仿真。
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3 M1 ~' N5 V* y
19. 在Device Optimization Parameters->VRM(Optional)页面,可以查看和修改VRM器件的模型。本案例不需要修改。
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20. 在Device Optimization Parameters->Decoupling Capacitor页面,设置哪些电容需要考虑替换成其它电容,每个电容分别可以替换成哪些电容类型。
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每个电容可以替换的候选电容类型,可以选择内置的相同封装、相同或更小封装、任意类型、相同器件这4种模式,默认方式是相同或更小封装,也可以手动在右边的候选电容区域直接勾选相应的电容类型。
5 f/ M$ R0 I g: {5 m
选择所有ID为8的电容,在右边的候选电容列表中,把ID 5的C1uF0402电容取消掉。
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3 R# g. x. A( G0 i选择所有ID为12的电容 ,在右边的候选电容列表中,把ID 5的C1uF0402电容取消掉。
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2 c: ^' }: w( K/ f3 T' z% F如果在仿真优化中不希望减少电容数量,可以把“Do Not Remove Capacitor”选项勾上。
4 b2 L2 ]9 D! V) |3 N9 F. I8 y6 K+ u7 `) k, r1 b9 ~2 ~4 B% ]
21. 在Device Optimization Parameters->Decoupling Capacitor Number页面,可以设置每种电容的最大数量。本例不需要设置。
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. C( `% J- G7 _22. 在Device Optimization Parameters->Optimization Range页面,可以设置电容优化方案的其它约束,如电容成本范围、电容面积范围、电容种类最大值、电容数量最大值、总容值范围等。本案例使用如下设置。
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! ?- I$ v1 u" }5 k- j T% |23. 在Device Optimization Parameters->Optimization Frequency页面,设置优化的频率范围。这个优化频率范围必须在前面设置的仿真频率的范围内。可以根据电源噪声频谱特点、电源阻抗特性等来合理设置优化频率范围。本案例设置优化范围为100KHz-100MHz。
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J/ t# J# o& y# ~5 O' ]* h r24. 在Device Optimization Parameters->Impedance Observations页面,可以设置每个阻抗观测点的Threshold Impedance曲线。没有设置Threshold Impedance的话,OptimizePI会根据Layout和滤波电容的情况,自动生成对应的Threshold Impedance。
还可以设置各阻抗观测点的权重,weighting数值越大的权重也越大。
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本案例使用默认的设置,不做修改。
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& D) m1 E: r0 {( u7 y- u& ]9 Q25. Device Optimization Parameters的其它几个页面,本案例中没有涉及到,保留默认设置就可以
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0 D6 e+ v9 _$ G1 m# z$ C. X26. 在菜单栏选择Tools->Options->Edit Options,在Simulation(Basic)->General页面,设置仿真使用的CPU最大数量。
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27. 在菜单栏选择Workspace->Layout File->Save,保存Layout修改。
/ ~8 M7 _) f* b) A28. 在菜单栏选择Workspace->Save,保存OptimizePI配置文件为demo.opix。
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29. 在Workflow选择“Start Simulation”,开始仿真。
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; ~3 f8 d1 N: C( G9 m-----本节完,共四章----; s1 ]/ b5 K! d: X+ t# _
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