Allegro怎么样有效建立SI模型确保完整性

PCB印制电路板是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体及电气连接的载体。pcb电路板有单面板，双面板和多层板之分。多层板是由多个单双层面板组合压制而来。而pcb电路板在设计布局布线过程中，涉及到信号完整性（SI）问题。信号完整性问题解决得越早，设计的效率就越高，从而可避免在PCB设计完成之后才增加端接器件。信号完整性仿真大多针对由芯片IO、传输线以及可能存在的接插件和分立元件所构成的信号网络系统，为了实现精确的仿真，仿真模型的精确性是首先需要保证的。一般情况下，Allegro PCB SI会执行传输线和分立元件的建模，而芯片IO和连接器的模型通常会由原厂提供。

当前业内常见的芯片IO模型有两种格式，IBIS模型和HSPICE模型；常见的连接器模型也是两种，SPICE(HSPICE)模型和S参数模型。Allegro PCB SI支持包括上述四种模型在内业界流行的仿真模型，但一般都需要转化为Cadence自己的DML(Device Modeling Library)后才能使用。

我们怎么样来确保pcb电路板信号完整性（SI）问题

1、在设计开始之前，必须先行思考并确定设计策略，诸如元器件的选择、工艺选择和电路板生产成本控制等工作

确定预期的制造公差是多少？线宽和间距的允许误差是多少？接地层和信号层的厚度和间距的允许误差是多少？等问题，根据上述数据，你就可以选择层叠了。注意，几乎每一个插入其它电路板或者背板的PCB都有厚度要求，而且多数电路板制造商对其可制造的不同类型的层有固定的厚度要求，这将会极大地约束最终层叠的数目。你可能很想与制造商紧密合作来定义层叠的数目。应该采用阻抗控制工具为不同层生成目标阻抗范围，务必要考虑到制造商提供的制造允许误差和邻近布线的影响。

在信号完整的理想情况下，所有高速节点应该布线在阻抗控制内层（例如带状线）。要使SI最佳并保持电路板去耦，就应该尽可能将接地层/电源层成对布放。如果只能有一对接地层/电源层，你就只有将就了。如果根本就没有电源层，根据定义你可能会遇到SI问题。你还可能遇到这样的情况，即在未定义信号的返回通路之前很难仿真或者仿真电路板的性能。

2、串扰和阻抗控制

来自邻近信号线的耦合将导致串扰并改变信号线的阻抗。相邻平行信号线的耦合分析可能决定信号线之间或者各类信号线之间的“安全”或预期间距（或者平行布线长度）。比如，欲将时钟到数据信号节点的串扰限制在100mV以内，却要信号走线保持平行，你就可以通过计算或仿真，找到在任何给定布线层上信号之间的最小允许间距。同时，如果设计中包含阻抗重要的节点（或者是时钟或者专用高速内存架构），你就必须将布线放置在一层（或若干层）上以得到想要的阻抗。

3、重要的高速节点和技术选择

延迟和时滞是时钟布线必须考虑的关键因素。因为时序要求严格，这种节点通常必须采用端接器件才能达到最佳SI质量。要预先确定这些节点，同时将调节元器件放置和布线所需要的时间加以计划，以便调整信号完整性设计的指针。不同的驱动技术适于不同的任务。信号是点对点的还是一点对多抽头的？信号是从电路板输出还是留在相同的电路板上？允许的时滞和噪声裕量是多少？作为信号完整性设计的通用准则，转换速度越慢，信号完整性越好。50MHZ时钟采用500PS上升时间是没有理由的。一个2-3NS的摆率控制器件速度要足够快，才能保证SI的品质，并有助于解决象输出同步交换（SSO）和电磁兼容（EMC）等问题。

4、预布线阶段

预布线SI规划的基本过程是首先定义输入参数范围（驱动幅度、阻抗、跟踪速度）和可能的拓扑范围（最小/最大长度、短线长度等），然后运行每一个可能的仿真组合，分析时序和SI仿真结果，最后找到可以接受的数值范围。接着，将工作范围解释为PCB布线的布线约束条件。可以采用不同软件工具执行这种类型的“清扫”准备工作，布线程序能够自动处理这类布线约束条件。对多数用户而言，时序信息实际上比SI结果更为重要，互连仿真的结果可以改变布线，从而调整信号通路的时序。

5、布线后SI仿真

一般来说，SI设计指导规则很难保证实际布线完成之后不出现SI或时序问题。即使设计是在指南的引导下进行，除非你能够持续自动检查设计，否则，根本无法保证设计完全遵守准则，因而难免出现问题。布线后SI仿真检查将允许有计划地打破（或者改变）设计规则，但是这只是出于成本考虑或者严格的布线要求下所做的必要工作。

6、模型的选择

关于模型选择的文章很多，进行静态时序验证的工程师们可能已经注意到，尽管从器件数据表可以获得所有的数据，要建立一个模型仍然很困难。SI仿真模型正好相反，模型的建立容易，但是模型数据却很难获得。本质上，SI模型数据唯一的可靠来源是IC供货商，他们必须与设计工程师保持默契的配合。IBIS模型标准提供了一致的数据载体，但是IBIS模型的建立及其品质的保证却成本高昂，IC供货商对此投资仍然需要市场需求的推动作用，而电路板制造商可能是唯一的需方市场。