模擬電路數字電路方面仿真設計的案例
數字電路集成設計
答：（1）設計工具與設計方法。隨著集成電路復雜程度的不斷提高，單個芯片容納器件的數量急劇增加，其設計工具也由最初的手工繪制轉為計算機輔助設計（CAD），相應的設計工具根據市場需求迅速發展，出現了專門的EDA工具供應商。目前，EDA主要市場份額為美國的Cadence、Synopsys和Mentor等少數企業所壟斷。中國華大集成電路設計中心是國內唯一一家EDA開發和產品供應商。
（2）制造工藝與相關設備。集成電路加工制造是一項與專用設備密切相關的技術，俗稱“一代設備，一代工藝，一代產品”。在集成電路制造技術中，最關鍵的是薄膜生成技術和光刻技術。光刻技術的主要設備是曝光機和刻蝕機，目前在130nm的節點是以193nmDUV（Deep Ultraviolet Lithography）或是以光學延展的248nmDUV為主要技術，而在l00nm的節點上則有多種選擇：157nm DIJV、光學延展的193nm DLV和NGL.在70nm的節點則使用光學延展的157nm DIJV技術或者選擇NGL技術。到了35nm的節點范圍以下，將是NGL所主宰的時代，需要在EUV和EPL之間做出選擇。此外，作為新一代的光刻技術，X射線和離子投影光刻技術也在研究之中。
（3）測試。由于系統芯片（SoC）的測試成本幾乎占芯片成本的一半，因此未來集成電路測試面臨的最大挑戰是如何降低測試成本。結構測試和內置自測試可大大縮短測試開發時間和降低測試費用。另一種降低測試成本的測試方式是采用基于故障的測試。在廣泛采用將不同的IP核集成在一起的情況下，還需解決時鐘異步測試問題。另一個要解決的問題是提高模擬電路的測試速度。
（4）封裝。電子產品向便攜式/小型化、網絡化和多媒體化方向發展的市場需求對電路組裝技術提出了苛刻需求，集成電路封裝技術正在朝以下方向發展：
?、俾阈酒夹g。
展開 集成了光電二極管、模擬電路和數字信號處理器的數字式環境光傳感器
數字式環境光傳感器的工作原理基于光電效應，通過感光元件將光線強度轉換為數字信號進行處理。
數字式環境光傳感器主要采用光電二極管或半導體材料作為感光元件。當光線照射到這些材料表面時，光子激發電子躍遷，產生與光線強度成正比的光電流。例如，光電二極管的電流大小直接反映入射光線強度。
信號處理流程：
光敏轉換?：光線強度變化引發感光元件（如光電二極管）的電流變化，該電流與光線強度呈線性關系。
信號放大與轉換?：通過電路將微弱電流信號放大，并轉換為數字信號或模擬電壓，便于微控制器讀取。
自動調節?：數字信號被用于控制設備（如手機屏幕）的亮度，實現自動亮度調節功能。
由工采網代理的WH11867UF是一種光數轉換器，它結合了光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器。電源需要確保VDD旋轉率至少為0.5V/ms。WH11867UF具有電源開啟復位功能。當VDD在室溫下低于1.4V時，集成電路將自動重置。然后以需求轉換速率返回電源，并將寄存器寫入所需的值。
環境光傳感器（ALS）內置了一個抑制紅外光譜的濾光片，并提供了一個接近人眼反應的光譜。肌萎縮性側索硬化癥可以從黑暗到陽光直射，可選擇的檢測范圍約為40 dB。雙通道輸出（人眼），因此在不同的光條件下具有良好的光比。ALS在不同光照條件下具有良好的光比。
在時鐘（SCL）陷入LOW的情況下，如果您的I2C設備有HW重置輸入，優先程序使用HW重置信號重置總線。如果I2C設備沒有硬件復位輸入，則循環供電至設備，以激活強制性的內部通電復位（POR）電路。如果數據線（SDA）卡低，主線應發送9個時鐘脈沖。保持總線低的設備應該在這9個時鐘內的某個時候釋放它。
展開 模擬電路設計的一些經驗分享
模擬電路的設計是工程師們最頭疼，但也是最致命的設計部分。盡管目前數字電路、大規模集成電路的發展非常迅猛，但是模擬電路的設計仍是不可避免的，有時也是數字電路無法取代的，例如RF射頻電路的設計。這里將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下：
01
為了獲得具有良好穩定性的反饋電路，通常要求在反饋環外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。
02
積分反饋電路通常需要一個小電阻（約560歐）與一個大于10pF的積分電容串聯。
展開 集光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器于一體的顏色傳感器-WH3620
由工采網代理的WH3620是一款集成了光電二極管、電流放大器、模擬電路與數字信號處理器的光頻轉換器，它能夠同時輸出紅、綠、藍、白及紅外光（RGBW-IR）五個通道的數據，具備高精度、低功耗、高動態范圍等特點，適用于多種光照環境下的色溫與照度測量，實現對環境光的全面感知；使設備不再只是“感知光線強弱”，而是能夠“識別光源類型”、“判斷色溫變化”、“還原真實色彩”。
WH3620數字RGBW-IR顏色傳感器，支持紅、綠、藍、白（RGBW）及紅外光（IR）的多通道并行傳感，可實時輸出各通道數據，在不同光照條件（如白光LED、CWF、TL84、D65、光源A等）提供精準的LUX照度、CCT色溫及紅外環境感知能力，為智能設備提供優質光感方案。
智能顯示應用場景：自適應、護眼與色彩保真:?
一、自適應亮度與色溫（True Tone）?：
實時環境光分析?：通過RGBW通道精確檢測環境光的亮度與色溫，設備可依據此數據，動態調整屏幕背光強度和色溫，使得顯示屏內容在不同光照環境下（如暖光室內、冷白辦公室、戶外日光）始終保持適宜的觀看舒適度，畫面色彩保持一致性。
?藍光過濾與護眼?：在低色溫（暖色調）環境或夜間，傳感器數據可驅動系統減少高能藍光的輸出，自動開啟或加強護眼模式，有效減輕長時間觀看帶來的視覺疲勞。
二、專業色彩還原與白平衡?：
相機與成像設備?：WH3620為智能手機、數碼相機等設備的相機模組提供精準的CCT數據。這能幫助相機系統進行?正確的自動白平衡和曝光控制?，確保在各種復雜光照條件下，拍攝出的照片和視頻色彩還原逼真，不會偏色。
高端顯示器校準?：對于專業顯示器、筆記本電腦和電視，可連續監控環境光色度，幫助系統進行?智能色彩校正?，確保顯示內容色彩的準確性、一致性。
展開 
模擬電路設計應該注意的12個問題
模擬電路的設計使工程師們頭疼，但也是致命的設計部分。
本文將模擬電路設計中應該注意的問題進行了總結，與大家共享。
01
為了獲得具有良好穩定性的反饋電路，通常要求在反饋環外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。
02
積分反饋電路通常需要一個小電阻(約560歐)與每個大于10pF的積分電容串聯。
03
在反饋環外不要使用主動電路進行濾波或控制EMC的RF帶寬，而只能使用被動元件(為RC電路)。僅僅在運放的開環增益比閉環增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。
展開 干貨｜老工程師分享一些模擬電路設計的經驗
模擬電路的設計是工程師們最頭疼，但也是最致命的設計部分。盡管目前數字電路、大規模集成電路的發展非常迅猛，但是模擬電路的設計仍是不可避免的，有時也是數字電路無法取代的，例如RF射頻電路的設計。這里將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下：
01
為了獲得具有良好穩定性的反饋電路，通常要求在反饋環外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。
02
積分反饋電路通常需要一個小電阻（約560歐）與一個大于10pF的積分電容串聯。
03
在反饋環外不要使用主動電路進行濾波或控制EMC的RF帶寬，而只能使用被動元件（最好為RC電路）。
僅僅在運放的開環增益比閉環增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。
在更高的頻率下，積分電路不能控制頻率響應。
04
為了獲得一個穩定的線性電路，所有連接必須使用被動濾波器或其他抑制方法（如光電隔離）進行保護。
05
使用EMC濾波器，并且與IC相關的濾波器都應該和本地的0V參考平面連接。
06
在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器；在未屏蔽系統內部的任何導線連接處都需要濾波，因為存在天線效應。另外，在具有數字信號處理或開關模式的變換器的屏蔽系統內部的導線連接處也需要濾波。
展開 設計仿真 | 聯合仿真助力美國西部數據公司完成印制電路板翹曲預測
圖3 PCB堆疊層(左)和對應的代表體積單元(右)
最后，在海克斯康工業軟件Marc非線性有限元求解器中模擬制造流程中的冷卻過程，以預測PCB翹曲。為了建立適當的分析模型，使用Digimat提供的PCB材料特性，在Marc中指定熱載荷和邊界條件。結果如圖4所示。圖4顯示了由于溫度變化而導致的PCB變形，通過模擬有助于建議適當的冷卻速度，以將翹曲保持在可接受的水平。此外，還可以同時調整材料和制造工藝參數，以達到所需的翹曲質量目標。
圖4 熱冷卻引起的PCB變形
總 結
本工程模擬研究揭示了如何在制造前預測和研究PCB翹曲。西部數據公司開發的方法使用Digimat-MF有效評估不同環氧樹脂和玻璃纖維成分的預浸料性能。可以在Digimat FE中使用這些預測的性能來評估在Marc中執行翹曲分析所需的PCB材料特性。這里描述的開發方法可以使西部數據公司的工程師進行PCB在不同溫度載荷下的翹曲行為研究，同時能顯著減少實驗測試時間和相關成本。
展開 資料包精選：PCB仿真設計、HyperLynx、Xpedition、電路設計、信號完整性...你要的都有！
隨著PCB高速信號設計越發普遍，電子電路的設計越發面臨信號完整性、電源完整性、熱、電磁兼容等問題挑戰。在設計中引入仿真驗證手段，將大大提升產品開發效率，設計正確性，實現產品最快的推向市場。
其中PCB仿真設計、Mentor、HyperLynx、Altium Designer、SI/PI、Xpedition、PDN噪聲分析因為代表了未來發展趨勢，所以廣受電子工程師歡迎。
技術鄰為大家精心整理，全網精選
可能是最全PCB資料，海量視頻、案例、文檔
限時分享，千萬別錯過
資料節選
以下為資料節選，實際內容更豐富
PCB設計視頻大全，讓你從入門到精通，高達200+視頻，不容錯過：
PCB、HyperLynx等PDF學習案例大全，劃分精細：
微信掃碼添加客服，回復關鍵字【PCB資料】即可領取
直播推薦
同時，歡迎報名《PDN噪聲分析和優化》直播，主要講述了嘗試對 Die 到穩壓模塊的完整PDN 進行建模，并對芯片電源域進行瞬態紋波仿真、討論時域和頻域仿真對于PDN噪聲分析的適用范圍，并闡述PDN 設計與優化的實用方法。
展開 電路板或芯片的小球跌落仿真模擬
現在層出不窮的物聯網設備及超薄電子產品，產品結構設計的越來越小型化，而且有很多裸露的傳感器。因此對于產品的可靠性提出了更嚴格的強度要求，其中落球實驗經常會被作為一個標準用來評價產品結構設計的是否合理。但是因為落球實驗會受很多生產工藝的影響，在很大程度上結果的一致性都不好。而且是一種破壞性的測試，產品測試周期長，費用高。因此，使用ANSYS仿真來對小球跌落進行模擬，是非常有意義的。
本文簡要介紹小球跌落試驗模擬所用的模塊和使用流程，希望對大家有幫助。
一、使用ANSYS Explicit模塊進行分析；
二、創建結構模型，包括PCB基板，芯片，以及塑封料。模型的建立過程略去；
三、確定部件材料，因為是示例，所以從ANSYS材料庫中選了EPOXY，Silicon，FR-4等材料參數。
四、確定接觸屬性，選擇Frictionless；
五、網格設置；
六、小球跌落速度設置為1m/s；
七、約束條件的設置，設置為底部固定約束，如果更進一步模擬實際情況，還需根據實際實驗來修改；
八、計算過程中的設置，設定終止時間為0.00015s，根據計算需求和計算能力，也可更改；
九、計算并查看芯片的應力的結果，因為重點在于芯片是否會被小球跌落損壞。
Die_ball_drop.avi
十、由下圖看出，小球底部的芯片區域，應力是最大的。由于設置的計算時間比較短，速度也比較低，因此應力并不大。
通過以上計算，可以調整不同的材料參數，以及更細化一些的疊層結構設計來優化落球的結果。從而對芯片封裝結構的設計起到非常重要的指導作用。
以上僅為示例，還希望各位專家同行多多指點。
展開 培訓報名 | Ansys Lumerical光子集成電路PIC設計與仿真
尊敬的女士/先生，
誠摯地邀請您參加Ansys Lumerical舉辦的光子集成電路PIC全產品培訓。本次培訓將詳細介紹Ansys Lumerical產品在光子集成電路PIC領域的應用，包括器件級仿真（有源器件和無源器件），系統級仿真和緊湊模型庫（CML）的介紹，培訓內容將覆蓋器件和系統級仿真設計的案例演示，包括學員實際操作環節，本次培訓活動將為學員提供操作使用的License。期待您的參與！
報名 | Ansys Lumerical光子集成電路PIC Circuit 設計與仿真
溫馨提示：由于內容豐富，本場會議已由原計劃1小時延長至3小時，會議時段更新為：14:00 - 17:00
光子集成電路 (Photonic Integrated Circuit, PIC) 由于具備可實現高速光電轉換、高頻寬、低損耗等特性，并且可以大幅縮減模組尺寸及成本，是未來發展的關鍵技術。
Ansys Lumerical 為設計人員提供高性能光子仿真軟件，提供專門用于光子器件、電路和系統設計的模擬環境。針對PIC的應用，Lumerical提供包括光子有源器件，無源器件及circuit芯片級的完整解決方案。7月15日，Ansys 即將推出網絡研討會【Ansys Lumerical光子集成電路PIC Circuit 設計與仿真】。
本次培訓將以PIC Circuit設計作為范例，針對INTERCONNECT和CML Compiler產品作深入淺出的介紹 - 從演算法到實際范例演示，包括完整軟件的操作、分析及設計流程。
時間：7月15日（星期四），14:00-17:00
講師介紹：
陳奕豪博士
陳奕豪(Yi-Hao Chen)畢業于臺灣大學電機系，后于美國密西根大學電機研究所主修光學，研究奈米光學元件取得電機博士學位。他于2019年加入臺灣Lumerical，現為臺灣Ansys Lumerical應用工程師，主要負責亞太地區技術支持、協助客戶使用Lumerical產品進行研發工作。
展開 
先進芯片、Interposer和封裝設計的電磁與電路RLCK提取和仿真
多年來，對于從物理設計數據中提取互連模型，已經有了截然不同的領域。
芯片設計人員普遍關注電路/路徑延遲計算和動態I*R壓降分析的RC寄生效應。將提取的寄生參數反標到網表模型要求版圖已經成功通過LVS檢查。對于具有快速時鐘轉換速率和高開關活動的特定高頻設計類，感應阻抗的影響被納入電源網格和全局時鐘模型提取中。[1]
片上感應螺旋組件利用獨特的方法生成電氣模型。這些組件的布局通常需要特定的金屬填充版圖，這些金屬填充位于（厚）頂層金屬下方一直到襯底，以簡化關于感應電流的假設，如下所示。
封裝與印刷電路板設計領域需要準確的RCLK模型提取，以提供電源/地分布阻抗模型和收發器之間的信號互聯插損/回損/串擾。留給電源/地電壓水平波動的設計余量必然十分緊缺，同時增加去藕電容帶來的成本/面積權衡需要高度細化的模型。對超高數據速率信號的需求（尤其是長距離串行接口）要求在寬頻率范圍內準確的提取模型，即基礎數據速率的多重諧波。
目前有幾種技術趨勢正在推進這兩個提取領域的新發展：
增加芯片上感應元件的使用，部署在電路上
作為芯片上時鐘綜合要求的一部分，調諧RLC“回路”電路的利用率日益增長。無線通信正在蓬勃發展，本地振蕩器作為芯片間高速有線接口鏈路時鐘源的設計在很大程度上使用了LC諧振回路。
分配給這些電路的芯片面積是日益關注的問題。如上圖所示，芯片上電感器越來越多地與底層電路合并，因此需要改進模型的提取方法。
展開 先進芯片、Interposer和封裝設計的電磁與電路RLCK提取和仿真
想要了解更多Ansys半導體解決方案，可查看近期『2021 Ansys Innovation大會』——CPS-芯片封裝系統專題分會場，>成為Ansys數字資源中心會員查看更多精彩內容" tab="outerlink" data-linktype="2" style="color: rgb(0, 82, 255); text-decoration: underline;">>>成為Ansys數字資源中心會員查看更多精彩內容
關于Ansys CPS 解決方案
Ansys CPS（Chip+Package+System）多物理場仿真方案，包含了Redhawk/HFSS等業界黃金工具，基于CPM/CSM/CTM等獨有的芯片模型，通過協同仿真考察芯片與PKG/PCB之間的耦合影響，通過電、熱、結構之間的多物理場耦合仿真使得仿真精度更高，幫助設計者優化從芯片至系統的SIPI/熱/結構可靠性等設計指標，此流程已經支持多家客戶在先進工藝節點和大規模的2.5D/3D IC設計上成功流片。
展開 先進芯片、Interposer和封裝設計的電磁與電路RLCK提取和仿真
本文原刊登于semiwiki.com：《Electromagnetic and Circuit RLCK Extraction and Simulation for Advanced Silicon, Interposers and Package Designs 》
作者：Tom Dillinger
編輯整理：成捷 | Ansys半導體事業部主任應用工程師
多年來，對于從物理設計數據中提取互連模型，已經有了截然不同的領域。
芯片設計人員普遍關注電路/路徑延遲計算和動態I*R壓降分析的RC寄生效應。將提取的寄生參數反標到網表模型要求版圖已經成功通過LVS檢查。對于具有快速時鐘轉換速率和高開關活動的特定高頻設計類，感應阻抗的影響被納入電源網格和全局時鐘模型提取中。[1]
片上感應螺旋組件利用獨特的方法生成電氣模型。這些組件的布局通常需要特定的金屬填充版圖，這些金屬填充位于（厚）頂層金屬下方一直到襯底，以簡化關于感應電流的假設，如下所示。
封裝與印刷電路板設計領域需要準確的RCLK模型提取，以提供電源/地分布阻抗模型和收發器之間的信號互聯插損/回損/串擾。留給電源/地電壓水平波動的設計余量必然十分緊缺，同時增加去藕電容帶來的成本/面積權衡需要高度細化的模型。對超高數據速率信號的需求（尤其是長距離串行接口）要求在寬頻率范圍內準確的提取模型，即基礎數據速率的多重諧波。
展開 報名 | Ansys Lumerical光子集成電路PIC無源器件的設計與仿真培訓
光子集成電路 (Photonic Integrated Circuit，PIC) 由于具備可實現高速光電轉換、高頻寬、低損耗等特性，并且可以大幅縮減模組尺寸及成本，將是未來發展的關鍵技術。Ansys Lumerical 為設計人員提供高性能光子仿真軟件，提供專門用于光子器件、電路和系統設計的模擬環境。針對PIC的應用，Lumerical提供包括光子有源器件，無源器件及circuit芯片級的完整解決方案。
5月25日，Ansys Lumerical光子集成電路PIC無源器件的設計與仿真網絡培訓即將開始，培訓將以PIC無源器件設計作為范例，針對FDTD及MODE兩個產品作深入淺出的介紹，從演算法到實際范例演示，包括完整軟件的操作、分析及設計流程。歡迎報名參加，本次培訓人數限定20人，席位有限先到先得！
時間：5月25日（星期二），14:00-17:00
培訓日程：
講師介紹：
陳致豪
陳致豪(Chih-Hao Chen)，大學就讀于清華大學電機系，在臺灣大學光電工程研究所取得碩士學位。畢業后曾就職于顯示器產業，研究液晶光學以及液晶顯示器光學設計，有六年液晶顯示器的設計經驗。在2020年加入Ansys/Lumerical擔任應用工程師，熟悉FDTD和MODE仿真工具。主要負責亞太地區客戶的技術支持，幫助客戶排除問題以及實現仿真目標，同時也協助介紹和推廣公司產品，不定期參加或協助舉辦研討會，分享光學相關領域的產品應用實例。
展開 