仿真案例|SIwave瞬態分析的CPM模型

翻譯:上海安世亞太

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電源分配網絡(PDN)時域噪聲分析是SI/PI/EMI分析的一個重要部分,SIwave可以利用CPM的電流PWL文件作為瞬態分析的電流負載,結合C4bump的RLC寄生參數,給出更真實和準確的噪聲值。

傳統的電源分配網絡(PDN)PI分析只致力于系統的頻域和直流性能分析。結合芯片級無源寄生參數和有源電流信息,借助封裝/PCB級電磁提取技術,用戶可以更準確地識別更真實的PDN時域噪聲。這也有利于更精確的信號完整性(SI)和電磁干擾(EMI)分析。芯片功耗模型(CPM)是一種SPICE網表格式,包括芯片C4bump的PDN寄生和晶體管級電流源,這些電流源為每個bump重新生成電流,這對于封裝和PCB的PDN時域分析至關重要。

 ANSYS SIwave提供了一個可以導入CPM模型的設計流程,并與ANSYS電路仿真器進行聯合仿真,用于進行PDN瞬態噪聲分析

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為PDN瞬態噪聲配置的CPM模型

PDN結構涉及3個主要組成部分:電壓調節模塊(VRM)、封裝和PCB以及芯片負載。VRM將被建模為理想的電壓源;分配端口后,將由SIwave電磁場求解器提取封裝和PCB;在CPM模型中描述芯片負載行為。所有這三個部分都將在ANSYS Electronics Desktop中使用電路仿真器進行級聯,以執行瞬態分析。

SIwave使用CPM的pin分組信息自動定義PDN芯片連接側的端口。這些端口將與電路中CPM模型的節點相匹配。用戶需要在SIwave中手動定義VRM側的pin分組和端口。

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請注意,CPM模型中已經包含芯片焊盤參數,用戶不應再在SIwave封裝/PCB提取中包含此信息。為此,將使用一個PLOC文件來定義僅在SIWave中的pin分組和端口。如果沒有PLOC,但CPM模型可用,則使用以下步驟實現目標:

1、導入CPM模型,勾選“Create ports at all CMP-package interface nodes”選項創建端口。該模型可用于直流和交流掃頻分析。

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2、在Component(組件)側欄中找到“CPMS and PLOCS”區域,然后選擇導入的CPM模型。然后在Properties(屬性)側欄中將CPM模型設置從“Active”變為“False”。這意味著在S參數仿真中禁用CPM,但保留所有端口和引腳組。

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3、在SIwave中運行SYZ sweep并輸出touchstone模型。打開ANSYS Electronic Desktop并插入電路設計,將touchstone模型與CPM和電壓源級聯,進行瞬態分析。

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