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电磁产品
ANSYS SIwave

SIwave是特别针对 PCB、芯片封装的 SI/PI/EMC仿真工具,采用专用的全波有限元算法, 能够快速准确地求解几十层的 PCB 、上千管脚的封装结构和复杂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/电流分析以及近场与远场辐射方向图。


ANSYS SIwave



1 概述

ANSYS SIwave是一款专用设计平台,可用于电子封装与PCB的电源完整性、信号完整性及EMI分析。此软件可在三个专用分析套件中提供:SIwave-DC、SIwave-PI与SIwave。上述产品可互相作为构建基础,从而能够非常灵活地为PCB与封装工程师提供所需的分析功能。 

世界各地的主流公司信赖ANSYS SIwave能为复杂电子封装和PCB提供准确、强大和快速的电源完整性、信号完整性和EMI分析。为加快模型创建,SIwave能够从Altium、Autodesk、 Cadence、Mentor Graphics和Zuken等知名供应商导入ECAD文件。另外还支持GDSII、ODB++和IPC2581等其他格式,提供构建完整ECAD系统的能力。这很大地提高了分析现代电子封装和PCB的效率,确保适当的产品性能。为进行实际设备的建模,Q3D Extractor能无缝地把数据传输给多种不同的物理求解器,如ANSYS Workbench内用于热设计的 ANSYS Icepak 和用于结构分析的 ANSYS Mechanica。


2 使用领域 

 集成电路 (IC) 封装

 PCB 直流分布、SIPI

 去耦电容自动优化

 高速通道设计

 远场辐射、EMI/EMC

 阻抗和串扰扫描

 

3 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 Desktop

 

      SIwave Desktop – SIwave桌面可为3-D电磁、2.5-D电磁、3-D热和电路求解器提供流线型ECAD设计流程。在该环境中,您可以调用准确的求解器技术进行分析。

     HFSS – 从IC封装和PCB中提取S参数或SPICE模型时,可以从SIwave桌面实例化HFSS 3-D FEM求解器。

PSI – 从IC封装和PCB中提取PDN S参数或SPICE模型时,可以从SIwave桌面实例化PSI 3-D Fast FEM求解器。此外,可以从SIwave桌面中可视化3-D交流电流,显示信号、功率和返回电流。

     CPA – 为大型芯片封装设计提取RLC或S参数网表时,可以从SIwave桌面实例化CPA(芯片封装分析)求解器。IC设计人员可以利用RedHawk中的CPA求解器实现芯片和封装设计的协同可视化。

    Q3D Extractor – 在IC封装和PCB上执行RLC寄生提取时,可以从SIwave桌面实例化Q3D solver。

Icepak – 需要对IC封装或PCB进行热分析时,可以从SIwave桌面实例化Icepak求解器。

    SIwave-DC和 Icepak之间的自动化迭代收敛解决方案为IC封装和PCB提供了双向电子冷却解决方案。

    Nexxim – 需要时域SPICE分析进行时序分析时,可以从SIwave桌面实例化Nexxim电路求解器。

    HSPICE – 需要时域SPICE分析进行时序分析时,可以从SIwave桌面实例化HSPICE电路求解器。

  

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准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主要的验收功能。









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能以很低成本为用户设定的阻抗特征找到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。



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。

 



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。CPM由空间和时间开关电流特征以及非线性片上器件组成,为封装和PCB仿真准确展现的芯片行为。该工作流采用了先进的网格生成和多CPU求解器技术,能可靠地求解Maxwell方程组,生成准确的封装和PCB宽带模型。这种方法便于用户确定和处理造成信号完整性和电源完整性问题的原因。



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。





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。






4 模块功能对比





 

5 产品概

ANSYS电磁场 电路/系统仿真产品