weixin_54787054的博客

为了方便读者能够快速上手和学会Sigrity Speed2000 的功能，将Sigrity ​​​​​​​Speed2000仿真分析教程与实例分析专栏所有文章对应的实例文件上传至以下路径。

本例是几个简单的板载DDR颗粒的结构，本例中使用General SI Simulation模式仿真DDR信号，结构拓扑如下，Addcmd，clk，cke都是T拓扑。Sigrity SPEED2000 General SI Simulation模式可以对信号进行仿真分析，仿真将电源视为理想电源，以下图为例进行说明。DQS的接收端模型设置为DQS_34_ODT60_1333。模式如何进行信号仿真分析操作指导-DDR。附带驱动和接收端的IBIS模型。

结果如下，自动跳转到Criteria界面，下图看的是DATA组的[Min, Max] SlewRate_TimingRef，每个DQ信号的数值都是完全一样，因为参考的都是DQS0，里面最小和最大的数值和表格中是对应的。举例：[Min, Max] SlewRate_TimingRef (V/ns)是4，[Min, Max] SlewRate_Setup (V/ns)为2，那么delta就是88。Vix_Rise和Vix_fall数值理想情况是VDD/2，也就是说这个数值需要越小越好，代表差分的共模分量越少。

附带controller IBIS模型(ctrl_IO.ibs)，接收端DRAM的IBIS模型(dram_IO.ibs)，DIMM连接器的MCP文件(DIMM_CN.ckt),SODIMM上信号的S参数模型(DDR3_UDIMM_RC_D_one_byte_S_U1.S25P)，SODIMM上信号的S参数的MCP文件(DDR3_UDIMM_RC_D_one_byte_S_U1.ckt)Sim Time：仿真时间，设置为10ns，至少设置为3个时钟周期以上。DQ0-7设置为DQ_34_1333。

附带controller IBIS模型(ctrl_IO.ibs)，接收端DRAM的IBIS模型(dram_IO.ibs)，DIMM连接器的MCP文件(DIMM_CN.ckt),SODIMM上信号的S参数模型(DDR3_UDIMM_RC_D_one_byte_S_U1.S25P)，SODIMM上信号的S参数的MCP文件(DDR3_UDIMM_RC_D_one_byte_S_U1.ckt)DQ0-7设置为DQ_34_ODT60_1333。DQS0设置为DQS_34_ODT60_1333。

Sigrity SPEED2000 DDR simulation模式如何进行DDR仿真分析操作指导-SODIMM-Write模式想写介绍了DDR的write模式仿真和配置，下面介绍DDR Read模式如何配置和仿真，还是以下图为例进行说明。因为DRAM的模型都是完全一样的，所以可以将U0的模型拷贝到其它DRAM颗粒，选中U0，右击选择Copy IBIS to。U2_U2，U3_U3的Addcmd和clk设置的参数和U1_U1完全一样，不再重复。U6_U6，U7_U7配置和U5_U5完全一样，不再重复。

Sigrity SPEED2000 的DDR simulation模式专门用于DDR的仿真，可以方便快捷地观测DDR设计的性能，最终以波形质量，眼图，以及时序报告方式来表示，如何使用这个模式进行DDR的仿真，以下图为例进行说明。因为DRAM的模型都是完全一样的，所以可以将U0的模型拷贝到其它DRAM颗粒，选中U0，右击选择Copy IBIS to。U2_U2，U3_U3的Addcmd和clk设置的参数和U1_U1完全一样，不再重复。U6_U6，U7_U7配置和U5_U5完全一样，不再重复。

Sigrity SPEED2000 TDR TDT Simulation模式如何进行时域阻抗仿真分析操作指导-单端信号详细介绍了单端信号如何进行TDR仿真分析，下面介绍如何对差分信号进行TDR分析，还是以下图为例进行分析。Impedance是时域阻抗曲线，也是最主要的观测指标，注意：impedance曲线的时间刻度不是延时，延时=时间刻度/2，因为TDR测量的是用一来一回的原理去测量的。Use Lossy peeling 默认不勾选，勾选的话代表同时仿真无损和有损方案，不勾选代表仅仿真有损方案。

Impedance是时域阻抗曲线，也是最主要的观测指标，以DQ0为例，阻抗最高点达到了87ohm，注意：impedance曲线的时间刻度不是延时，延时=时间刻度/2，因为TDR测量的是用一来一回的原理去测量的。Sigrity SPEED2000 TDR TDT Simulation模式是用于时域阻抗分析的，通过建立发送和接收端模型，从而得到整段传输线结构时域阻抗性能，以下图为例进行分析。这是一个SODIMM结构，仿真一组从金手指到DRAM的一组数据线单端的阻抗，如下。Delay 是发送延时，设置为0。

Sigrity的POWER SI的model Extraction模式可以S参数形式表征信号通道，表现为频域曲线，SPEED2000中的model Extraction模式同样可以提取信号的SPICE模型，用于系统级仿真(比如SYSTEM SI)，如何提取，以下图为例。WireLeadModel.sp记录的是封装基板wire或lead模型的信息。CKTDef.sp记录的是component的信息。ViaModel.sp记录的是via的信息。Wmodel.sp记录的是传输线的信息。

RX是接收端的波形，TX是发送端的波形，FEXT是远端串扰波形，NEXT是近端串扰波形，由于本例中只有一个差分网络，所以NEXT和FEXT的波形是空白的。R：发送端的内阻，设置为42.5ohm，差分是85ohm，单端为42.5ohm，和单端阻抗线一致。这是一个点对点的差分传输线，bottom层是非GND网络，模拟一对差分线没有参考平面的情况。Tdealy：脉冲延时参数，设置为0，代表没有脉冲不会延迟发送。T-w：脉冲的宽度，设置为80ps。Tf：下降沿，设置为20ps，Tr：上升沿，设置为20ps。

Sigrity SPEED2000 SRC SI Metrics Check模式可以用来评估传输线的时域性能，无需借助IBIS模型即可对传输通道进行性能分析，且支持整组网络批量设置发送接收模型，无需逐个定义，通过仿真分析，从而对板级layout进行优化。R：发送端的内阻，设置为42.5ohm，差分是85ohm，单端为42.5ohm，和单端阻抗线一致。RX是接收端的波形，TX是发送端的波形，FEXT是远端串扰波形，NEXT是近端串扰波形。V-high：脉冲的最高电压，设置为0.5v。

Sigrity SPEED2000 SRC-SI Metrics Check模式如何进行信号时域仿真分析操作指导-高速差分详细介绍高速差分的SRC检查流程，下面以DDR为例，介绍SRC模式如何对并行BUS进行分析。R：发送端的内阻，差分设置为42.5ohm，差分阻抗是85ohm，单端为42.5ohm，和单端阻抗线一致，单端为50ohm。V-high：脉冲的最高电压，差分设置为0.5v ，单端设置为1v。T-w：脉冲的宽度，差分设置为80ps，单端为525ps。T-period：脉冲周期，设置为30ns。

本例中将Sigrity SPEED2000 ERC-Trace imp Cpl Ref Check模式如何进行传输线阻抗耦合参考平面仿真分析操作指导-Run ERC Sim & check violation仿真得到的结果加载进来进行检查分析。Sigrity SPEED2000 ERC-Trace imp Cpl Ref Check模式同样可以将仿真结果加载进来分析违反规则的地方，以下图为例进行分析。

Sigrity SPEED2000 ERC-Trace imp Cpl Ref Check模式如何进行传输线阻抗耦合参考平面仿真分析操作指导-Run ERC Sim only详细介绍了如何进行阻抗，耦合，参考平面仿真分析，然而ERC模式同样还可以设置一些规则，让违反规则的都报告出来。上升沿时间设置的越长，比如100ps，L=100v，耦合长度超过了100v的地方才会被考虑进仿真中，耦合处就更少。Rise time默认设置为100ps，代表耦合长度超过了100ps*v的长度才会被考虑进仿真中。

Sigrity SPEED2000 ERC-Trace imp Cpl Ref Check模式是用于对传输线阻抗耦合和参考平面进行仿真分析的，通过仿真可以清晰的看到传输线的阻抗，耦合情况已经参考情况，以下图为例进行分析。上升沿时间设置的越长，比如100ps，L=100v，耦合长度超过了100v的地方才会被考虑进仿真中，耦合处就更少。上升沿时间设置的越短，比如50ps， L=50v， 耦合长度超过了50v的地方就会被考虑进仿真中，耦合处就更多。耦合长度L=Tr*v，

Sigrity SPEED2000 ESD simulation模式可以模拟实际应用情况中可能产生的ESD噪声，通过ESD噪声的注入，查看设备受ESD干扰的情况，以下图为例进行仿真分析。本例是一个简单的PCB结果，由一个VRAM和两个负载组成，通过ic1的信号端注入一个ESD Gun，查看ic1和ic2处受到ESD注入后的电压波形。勾选report waveform和report ESD strength，display中所有选项都勾选，点击ok。模式如何进行ESD仿真分析操作指导。

Sigrity SPEED2000 EMI simulation模式可以进行EMI仿真分析，查看远场辐射和近场的分布，以下图SODIMM为例。因为网络经过了串阻，所以电阻前后网络都要使能，网络使能后layout界面如下。本例中仿真DQ0-7这组数据线工作下的远场辐射和近场分布。另外发送和接收端的IBIS模型也放在SPD文件目录下。模式如何进行EMI仿真分析操作指导-SODIMM。

这里有3种case，最上面的case是直连，中间case是换层到bottom层再回到top层，最下面的case是在每个换层via处添加了一个电容，电容一端接plane02，一端接plane01，对应传输线参考平面从plane02切换到plane01。因为trace的特征阻抗是28ohm，所以发送和接收端的内阻都设置为28ohm，避免因为阻抗不匹配造成反射，从而影响结果。另外的两种case都是一样的设置，不再重复。用分段线性波形激励，内阻28ohm。如何设置和仿真，具体操作如下。分段线性波形参数定义如下。

Sigrity Power SI Power Ground Noise Simulation模式还可以对结构进行EMI辐射分析，以下图为例。这是一段从top层起始打孔换层到内层在换到bottom的一段传输线，观测这个结构的EMI辐射结果。模式如何进行EMI辐射分析操作指导。用正弦波形激励，内阻50ohm。内阻为50ohm的端接电阻。如何设置，具体操作如下。正弦波形参数定义如下。

Sigrity Power SI Power Ground Noise Simulation模式可以用于PDS系统自阻抗分析，以下图为例。这是一个封装基板和PCB联合的一个结构，上面8层是PKG的layout，下面6层是PCB的layout，本例仿真DIE侧的自阻抗。Edge Connector2，内阻为0.000001ohm的直流源。用高斯波形激励，内阻0.5ohm，寄生电容为0.5F。模式如何查看PDS系统的自阻抗操作指导。如何设置，具体操作如下。高斯波形参数定义如下。

Sigrity Power SI Power Ground Noise Simulation模式同样支持提取网络的S参数，通过发送和接收端电压时域曲线，然后进行傅里叶公式变化得到S参数，以下图为例。Load1.2====Load1.1 是负载load1 layout node上电压。(V1-V4)/2/V4/2，title输入S11，点击ok，结果为发送端的回损。Load.2====Load.1 是负载load layout node上电压。Drive.2====Drive.1是电压源的电源之间的电压。

Sigrity Power SI Power Ground Noise Simulation模式可以用来分析信号间的串扰，当trace走线间距比较远时，trace之间的串扰可以忽略不计，但是走线的换层过孔同样会引起串扰，以下图为例进行仿真分析。只有中间路径传输信号，其它5个路径都是静态不传输信号，观测信号在传输过程中，其它5个路径的感受到近端和远端串扰。可以看到在信号传输过程中，换层过孔也会对周边信号产生耦合，引起串扰。该结构总共6段走线，都是从top层换层到bottom层的传输线。正弦波形参数定义如下。

Sigrity Power SI Power Ground Noise Simulation模式可以用来分析信号间的串扰，以下图为例。这是一个封装基板，观测一段信号在传输过程中，旁边信号的近端和远端串扰。观测信号发送过程中，旁边静态的信号感受到近端和远端串扰。可以看到在信号传输过程中，对周边信号产生耦合，引起串扰。模式如何进行串扰分析操作指导-trace 耦合。用正弦波形激励，内阻54ohm。如何设置和分析，具体操作如下。内阻为54ohm的端接电阻。正弦波形参数定义如下。

Sigrity Power SI Power Ground Noise Simulation模式支持观测电源地平面间的噪声波动，以下图为例。这是一段从top层打孔换层到bottom的结构，观测因为换层过孔引起电源和地平面间的噪声波动。可以看到因为换层过孔引起平面间电压出现了波动。模式如何查看电源地平面噪声波动操作指导。用正弦波形激励，内阻50ohm。内阻为60ohm的端接电阻。如何设置，具体操作如下。正弦波形参数定义如下。

Sigrity SPEED2000 Power Ground Noise Simulation模式如何进行信号时域仿真操作指导(一)-单个IBIS模型介绍了在单个IBIS模型的激励下，发送和接收端的电压时域波形，当三个IBIS模型同时激励下，同一个信息的波形又会有区别，以下图为例。Drv1..out是发送端信号D2 pin的时域电压曲线。Drv2..out是发送端信号D3 pin的时域电压曲线。Drv3..out是发送端信号D4 pin的时域电压曲线。Drv1..out是发送端信号D2 pin的电压。

Sigrity SPEED2000 Power Ground Noise Simulation模式如何进行信号时域仿真操作指导(一)-单个信号是用晶体管模型来作为驱动，下面以单个IBIS模型作为驱动来说明如何进行时域仿真。Drv1..out是发送端信号pin的时域电压曲线。Drv1..pc是发送端电源pin的时域电压曲线。gnd,nd_gc,nd_pd,接GND，Drv1..out是发送端信号pin的电压。Drv1..pc是发送端电源pin的电源。nd_pc,nd_pu接VCC，Rpd1是接收端的电压。

Sigrity SPEED2000 Power Ground Noise Simulation模式如何进行信号时域仿真操作指导(一)-单个信号详细介绍了单个信号的网络时域电压仿真，并且查看电压时域曲线，如果将信号扩展到3个，通过时域电压曲线可以观测到同步开关噪声SSO以及偶模传输带来的额外延时，以下图为例。可以看到当3个网络同时工作的时候，接收端的波形有轻微过冲，比单个网络工作的时候更大一些。Rpds1是D2接收端的时域电压曲线。Rpds1是D3接收端的时域电压曲线。Rpds1是D4接收端的时域电压曲线。

Power Ground Noise Simulation模式除了可以对电源进行时域仿真外，同样支持对信号进行时域仿真，以下图为例进行说明。本例中观测信号D2从发送端U17到接收端U9的时域电压波形。模式如何进行信号时域仿真操作指导(一)-单个信号。Rpds1是接收端的时域电压曲线。Drv1是发送端的时域电压曲线。定义为1.5v，理想直流电源。终端电阻为70ohm。

Sigrity SPEED2000 Power Ground Noise Simulation模式如何进行电源阻抗仿真分析操作指导(一)-无电容详细介绍了如何在该模式查看电源的自阻抗，它是没有电容参与的模式，接下来将电容模型加载到仿真中进行仿真分析，以下图为例。通过比较，可以发现，因为电容的加入，电源阻抗被大幅度的减低了。模式如何进行电源阻抗仿真分析操作指导(二)-有电容。本例中cap1-6参与仿真。

Sigrity Power Ground Noise Simulation模式同样可以用来观测电源网络的自阻抗，以下图为例进行说明。本例要观测的是U17端口处的自阻抗，通过观测电压和电流的时域波形然后计算得出。模式如何进行电源阻抗仿真分析操作指导(一)-无电容。高斯波形参数说明如下，本例中将电流换成电压。由于本例中电容不参与仿真，所以跳过这步。

由于只需要将DRAM的电源设置为激励源，但是DRAM目前连接了许多非电源网络，设置激励源比较麻烦，所以需要单独创建4个只含有电源和地pin的component代替DRAM，较为简便。这是一个SODIMM的PCB文件，本例中仿真TOP层4个DRAM的噪声对于电源地的影响，同时观测在噪声激励下，4个DRAM电压时域波形。本例中是这个模式来观测电源的时域波形，除此之外这个模式也是可以的用来观测信号的电压时域波形的。可以看到使能后，电源的噪声幅度会更大，更接近实际情况。勾选以下选项，将这些影响都纳入仿真分析。