70、时域仿真工具与方法全解析

时域仿真工具与方法全解析

1. 建模的平衡与需求

在进行电路建模时，需要找到合适的平衡。过于简单的模型会忽略细节，可能错过系统性能的重要方面；而过于复杂的模型则需要花费大量时间构建，甚至可能无法完成。找到这种平衡需要一定的经验。为了处理模型参数的误差问题，通常会安排第二个人对所有参数来源进行复查。

在成熟的信号完整性部门中，通常每五个数字电路设计师会配备一名信号完整性专家，大型且组织良好的部门还会有专门负责模型构建、芯片级封装、连接器等方面的人员。

1.1 建模需求程度

建模所需的程度与组件的上升时间、信号传输的距离以及模型所需的精度有关。对于间距精细、尺寸不超过 25 厘米（10 英寸）的普通数字逻辑印刷电路板，以下是根据上升时间确定所需仿真复杂度的通用指南：
| 上升时间 | 仿真复杂度建议 |
| ---- | ---- |
| ~3 μs | 无损传输线模型足以解决大多数 PCB 问题，无需进行 IC 封装建模 |
| ~1 ns | 由于封装可能会产生一些副作用（如谐振），建议为快速信号包含 IC 封装模型 |
| ~300 ps | 必须对封装、过孔、所有互连不连续性、趋肤效应和介电损耗进行全面建模 |

当增加新的复杂度级别时，应始终将新的仿真结果与旧结果进行比较，以确定是否有必要增加复杂度。

1.2 参数提取后的操作

完成电气参数提取后，就可以进行仿真了。信号完整性仿真通常关注时域波形，如振铃、串扰或接地反弹波形。这些仿真可以使用主要 CAD 供应商提供的专业信号完整性分析软件来完成。

信号完整性仿真有两种不同