ANSYS ANSYS SIwave 电磁与电子分析

ANSYS SIwave 能够对印刷电路板、BGA 封装等进行整版信号完整性、电源完整性仿真设计。现代电子器件正向着低电压、低功耗方向发展，对印刷电路板和封装的噪声容限越来越小，例如存储器电路中，同步开关噪声往往是系统缺陷的主要原因，必须对供电系统进行优化设计才能确保系统技术指标和电路正常工作。ANSYS SIwave 采用了最新的优化算法，能够快速对结构复杂，规模巨大的电路板进行整体仿真计算。

软件的功能特点：

• ECAD导入、转换和MCAD导出

SIwave直接从第三方EDA布局工具导入ECAD几何结构、材料和组件，从而无缝集成到现有EDA设计流中。用户还可以把导入的几何结构和几何结构开口形状导出至ANSYS HFSS、Maxwell、Q3D Extractor和SpaceClaim (.sat)，从而与MCAD编辑器配合使用。

• SIwave-DC

SIwave-DC主要面向低电压、高电流PCB与IC封装的DC分析，能够评估关键端到端电压裕度，从而确保可靠的供电。它允许用户执行针对DC电压降、DC电流和DC功率损耗的布局前后假设分析。此过程可以确保供电网络（PDN）能够向集成电路提供正确供电——通过检查PDN是否具有正确凸块、焊球与引脚尺寸以及正确的铜比重以最大限度地降低损耗——而且能够识别可导致热点的过剩电流区域，以降低现场故障的风险。

• SIwave-PI

SIwave把SIwave-DC和SIwave-PI功能与高稳健的 ANSYS Nexxim时域电路仿真引擎结合。借助可视的彩色代码反馈和HTML报告，SIwave能实现快速Zo和串扰扫描。SIwave采用专门的全波有限元算法计算高速PCB和复杂IC封装上的谐振、反射、走线间耦合、同步开关噪声、电源/接地反弹、DC电压/电流分配、以及近场/远场辐射模式。

• SIwave

ANSYS SIwave融合了SIwave-DC与SIwave-PI功能，同时增加了可靠的ANSYS Nexxim时域电路仿真引擎。它利用可视化彩色反馈和HTML包括支持快速的Zo串扰扫描。SIwave采用专用的全波有限元算法以计算高速PCB和复杂IC封装中的谐振、反射、迹线间耦合、瞬时开关噪声、电源/地弹、DC电压/电流分布、以及近场与远场辐射方向图。

• Zo扫描器和串扰扫描

Zo和串扰扫描器为PCB和封装内部的走线提供非常精确的场求解器计算的特征阻抗和耦合系数。易于理解的.html报告和可视化使之成为所有设计工程人员必备的验收功能。

• 近场和远场电磁干扰(EMI)

SIwave为封装和PCB提供近场和远场3-D可视化和2-D合规报告。工程人员能够预测因EMI/EMC造成的失效，找出现有问题，大幅缩短通过辐射泄露测试所需的时间。

• 传导性EMI

通过为SIwave添加ANSYS Apache芯片电源模型(CPM)，用户能够预测从IC供电系统到封装、PCB和系统的传导性辐射泄露。这其中包括接头、多个PCB和VRM。

• 用于PDN PI分析的平面谐振功能

使用平面谐振求解器，用户能够预测PCB或封装的天然腔体谐振。该功能预测了能导致供电网络中断，产生辐射泄漏的谐振。该解决方案让用户实现在PCB或封装内部添加所有相关组件的IC晶片网络、SPICE和Touchstone模型。

• 自动解耦优化

在开发深度亚微米技术时，设计人员面临着既要满足严格的日程安排和预算要求，又要降低设计成本的任务。现今大量PCB和封装的优化主要取决于不同的电容器模型、电容器价格和电容器数量，而这不能以牺牲设计的信号完整性和电源完整性性能为代价来实现。SIwave-PI能以最低成本为用户设定的阻抗特征找到最理想的解耦电容器配置。

• TDR和飞行时间分析

SIwave内置易用的设置向导，可用于封装和PCB的时域反射(TDR)的研究。该信号网络分析器能够迅速比较信号飞行时间和特征阻抗，以实现快速分析。当用户需要了解DDR4、PCIe 3.0、USB 3.0等高速接口中的电气长度和机械长度的对比情况时，这会有益处。

• IBIS和IBIS-AMI串行解串器分析

SIwave内置用于并行和串行解串器总线的电路解法。能够借助 ANSYS Nexxim或HSPICE电路求解器引擎，使用IBIS和IBIS-AMI驱动器/接收器模块开展仿真。还提供用于实验设计的完整原理图捕捉和参数化设计功能。

• 网络数据探查

网络数据探索器能够快捷方便地分析S-、Y-和Z-参数，包括被动/因果检查/校正和混合模式分析（差分对）。用户可以使用热图或用XY格式以数值化方式地查看数据。此外，还提供大量宏模型导出：HSPICE、PSPICE、Nexxim状态矢量空间、Simplorer、Touchstone等。用户可以同时查看多个 Touchstone文件。使用单元过滤功能，用户可以迅速分析插入和返回损耗。还能同时为来自 HFSS、SIwave 和 Planar EM的变量绘图。

• Synopsys HSPICE分析

ANSYS已与Synopsys结成合作伙伴，能够使用ANSYS的电磁场求解器开展HSPICE电路仿真。这一技术让用户在Electronics Desktop软件内使用ANSYS Nexxim电路求解器或HSPICE电路求解器。Desktop技术已内置在SIwave中，为电子产品提供端到端解决方案。

• 使用Icepak求解器开展传导热分析

SIwave链接到ANSYS软件组合，可供电子组件多物理场仿真使用。方法之一是从SIwave把电源分配图导出到ANSYS Icepak。这种多物理解决方案把SIwave提供的DC功耗视为热源，能实现准确的IC封装和PCB热建模。Icepak用于解决与电子组件热能耗散有关的问题。这种热能耗散会造成过热，导致组件提前失效。随后用户可以使用ANSYS Mechanical评估热应力。这种多物理场方法能让工程人员和设计团队开展耦合EM-热-应力分析，从而完全了解设计。

• 自动化

SIwave使用Python、VisualBasic和微软的Visual Studio .NET编程工具等现代编程语言，能实现端到端设计流程自动化。用户处理其他工作时，可创建AC和DC分析，非图形化方式批量运行，以显著提高用户的效率。

• HPC

SIwave-DC、SIwave-PI和SIwave内置高性能计算（HPC）选项，可让求解器使用多线程、多核心和多个处理器求解大型仿真。这种并行化能够为信号完整性、电源完整性和电磁干扰提供“完整封装融合到板”的解法，实现求解器速度的飞跃。

• 芯片封装系统

电路板、封装和晶片供电网络带来的供电问题需要用户开展信号完整性和电源完整性分析。成功的工程团队正在把仿真和分析驱动产品设计流程用于IC、封装和PCB供电网络。ANSYS芯片封装系统工作流提供芯片感知封装和PCB分析以及封装和PCB感知芯片分析。该工作流内置芯片电源模型（CPM）和完整芯片供电网络的紧凑型SPICE关联模型。

• 虚拟合规性

SIwave可帮助用户判断其DDR3/4总线是否符合Jedec标准。该解决方案为主要的时间指标提供符合/不符合标准，例如数据建立和保持时间、降额分析、位对位时序偏差、上冲、下冲等。该编程环境能为基本上所有标准提供合规报告定制功能：DDR、USB、PCIe、MIPI、CISPR EMC等。