Siwave的案例
【ANSYS HFSS課程小視頻】ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域 - 第
ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域 - 第二部分
視頻簡介：
本視頻中，設計人員在ANSYS SIwave中使用和不使用HFSS區域的情況下分別求解印刷電路板，并對比了差分對的S參數結果。您還會看到HFSS區域對仿真時間和存儲器峰值使用量的影響。另外，視頻中還探討了包含ANSYS HFSS目標差分對的電路板Cutout的求解結果。在本視頻中，通過仿真結果和其他指標介紹了在ANSYS SIwave中如何使用HFSS 3D區域提高關鍵信號網絡的S參數精度，并且只占用較少的計算資源。
往期回顧
【ANSYS HFSS課程小視頻】ANSYS Electronics Desktop環境
【ANSYS HFSS課程小視頻】ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域 - 第一部分
展開 干貨 | ANSYS SIwave PCB板S參數的分析
本文主要介紹如何使用ANSYS SIwave進行S參數的分析及相應的設計修改。
1.
ANSYS電磁仿真工具HFSS、SIwave和Q3D的區別詳解
ANSYS下的HFSS、SIwave和Q3D的區別和應用場景，為大家做個詳解。
分析對象
這三個軟件的分析對象上有一些區別，其中HFSS和Q3D比較類似，都支持對3D任何結構的建模和分析，最后都能得到該結構的等效電路模型；SIwave的分析對象主要還是層疊結構，是一個PCB專用的分析工具。
產品定位
HFSS是針對微波、射頻和SI的工具， SI分析只是它功能的一個方面，此外，它還能求解腔體、波導等的本征模；Q3D僅僅是針對SI的工具，沒有別的用途；SIwave是針對PCB分析的工具，除了SI，還可以做PI和EMI分析，但是在ANSYS新的產品規劃里面，SI問題將以HFSS 3D Layout來主導，SIwave正在向PI和EMI工具進行演變。
求解原理
HFSS是3D全波電磁場仿真工具，基于有限元理論，對全波Maxwell方程組聯合求解，理論上計算結果的準確度不受限于頻率，仿真的時間步長，但是占用的計算機資源多；Q3D是準靜態的2D\3D電磁場仿真工具，對電壓和電流建立電路方程組求解，因此仿真的速度快，但是因為采用的是電路理論，因此只在一定的頻率范圍內是準確的，這個范圍通常是要求結構尺寸小于求解波長的十分之一，通常建議適用的頻率上限是5Gbps；SIwave是2.5D的電磁場仿真工具，它假設PCB在層疊Z方向上的電磁場是均勻分布的，因此求解的是對Z方向分量進行簡化后的Maxwell方程組，要求Z方向上的結構不能有變化，因此也只在一定的頻率范圍內是準確的，通常要求分析對象必須擁有完整的參考平面，通常建議適用的頻率上限也是5Gbps。
展開 仿真案例｜SIwave瞬態分析的CPM模型
翻譯：上海安世亞太
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。
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。
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。
展開 
ANSYS HFSS | ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域（一）
視頻介紹
本視頻演示了如何在ANSYS SIwave中輕松定義HFSS區域。這種混合求解方法使您能夠獲得印刷電路板關鍵網絡的S參數的3D全波精度。為演示此功能，設計人員在ANSYS SIwave中使用了60cm長、42cm寬，具有20層金屬的大塊PCB。在PCB上找到高速差分對，并且繪制出了區域范圍。在SIwave中可自動執行其他操作；同時在使用和不使用HFSS區域的情況下分別對電路板進行仿真。視頻還探討了在電氣CAD（ECAD）設計中最適合采用這種混合求解器技術的典型3D區域結構。
來源于：ANSYS官網
Ansoft產品 > SIwave
了解并消除這些高頻信號完整性問題需要全波整板分析工具， Siwave就是解決這類問題的最佳工具。
SIwave 是一個精確的整板級電磁場全波分析工具，它采用三維電磁場全波方法分析整板或整個封裝的全波效應。對于真實復雜的PCB板或IC封裝，包括多層、任意形狀的電源和信號線，SIwave可仿真整個電源和地結構的諧振頻率；板上放置去耦電容的作用；改變信號層或分開供電板引入的阻抗不連續性；信號線與供電板間的噪聲耦合、傳輸延遲、過沖和下沖、反射和振鈴等時域效應；本振模和S、Z、Y參數等頻域現象。其結果可以先進的二/三維方式圖形顯示，并可輸出 Spice等效電路模型用于Spice仿真。
SIwave提供了無縫的集成設計流程，讓您從標準布板工具如， Cadence Allegro、 APD、 Zuken CR-5000、 Avant! Encore等所產生的版圖直接輸入到SIwave中進行分析。
SIwave設計流程
Ansoft 信號完整性(SI)產品是電子產品研發中必不可少的設計分析工具，已廣泛地應用于分析復雜的PCB板、IC封裝、高性能連接器及各種信號完整性問題。利用信號完整性仿真工具，工程師不僅可在設計早期優化產品的性能，而且在昂貴的實物模型制造之前進行檢驗和校準設計，真正確保設計一次成功。從而節省研發時間和降低研制成本——將資源用到激發創新，最終加速新品上市的步伐。
來自Ansoft中國
展開 ANSYS HFSS | ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域（三）
本視頻介紹了時域反射法（TDR）分析，并比較了三種求解方法的結果：使用HFSS區域的SIwave仿真、不使用HFSS區域的SIwave仿真、以及對包含目標信號網絡的部分電路板進行單獨的HFSS仿真。在ANSYS Electronics Desktop中為每次分析創建電路圖。比較每種求解方法的TDR結果，以研究阻抗響應，并了解結構中的哪些部分需要采用不同的求解方法。結果顯示，使用HFSS區域的SIwave仿真可在電路板的連接器引出線區域提供3D精度。
在本視頻中，分析中的PCB使用遵守了國際創作共享署名授權協議4.0（Creative Commons ShareAlike Attribution 4.0 International）(CC BY 4.0)。
來源于：ANSYS官網
展開 ANSYS HFSS | ANSYS SIwave：在SIwave中定義HFSS區域（二）
本視頻中，設計人員在ANSYS SIwave中使用和不使用HFSS區域的情況下分別求解印刷電路板，并對比了差分對的S參數結果。您還會看到HFSS區域對仿真時間和存儲器峰值使用量的影響。另外，視頻中還探討了包含ANSYS HFSS目標差分對的電路板Cutout的求解結果。在本視頻中，通過仿真結果和其他指標介紹了在ANSYS SIwave中如何使用HFSS 3D區域提高關鍵信號網絡的S參數精度，并且只占用較少的計算資源。
來源：ANSYS官網
SIwave IcePak 協同仿真實現電子系統散熱/電磁兼容協同設計
ANSYS最新的SIwave版本中，集成了SIwave-Icepak電熱協同仿真功能，設計者在SIwave一個軟件的界面環境中，就可以同時調用SIwave 直流仿真器和Icepak 三維散熱仿真器，進行電熱耦合分析，得到PCB工作時的電流密度分布以及溫度分布結果，幫助設計者提前評估溫度變化對PCB性能的影響，預判PCB上的溫度分布熱點，以便進行散熱設計。
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干貨 | 基于ANSYS SIwave 的去耦電容自動優化（PI Advisor）功能介紹
ANSYS SIwave 是針對PCB和BGA封裝的信號完整性（SI）、電源完整性（PI）和電磁干擾（EMI）分析的專用軟件。針對疊層結構優化的算法可以在短時間內完成從EDA版圖導入到電源網路（PDN）和多路信號網絡的整版分析。同時，它還能夠生成3D實體模型輸出給三維電磁場分析軟件使用。
ANSYS SIwave 的PI Advisor功能模塊對于第三方EDA版圖設計中使用的電容器件，在考慮成本和電容數量等優先考慮事項基礎上自動遍歷分析，以實現滿足指定目標阻抗的去耦電容最佳組合方案。設計者可以實施適當的去耦電容優化方案，減少電源噪聲，降低零件成本，提高設計性能。
在ANSYS SIwave中的PI Advisor求解模塊主要用來進行去耦電容的自動優化，其主要流程如下：
在simulation菜單下點擊PI Advisor，設置阻抗優化后的目標值
在如下的對話框中選定需優化的電容
計算結束后軟件會給出幾種備選方案，可根據實際情況選定合適的備選方案，運行自動優化。
展開 免費網絡課程| ANSYS SIwave信號完整性仿真基礎
ANSYS SIwave是一款特別針對PCB、芯片封裝的SI/PI/EMC仿真工具，他與EDA設計工具無縫集成，涵蓋PCB從直流設計到去耦電容設計，從高速設計到EMC設計各個方面，幫助工程師深刻洞察電路器件與電磁場器件的相互作用，并能自動考慮PCB板上所有互連結構，如走線，過孔和焊盤等，對高速信號完整性及電源完整性進行評估分析。
課程大綱：
1.SI/PI仿真必要性
2.SIwave功能介紹
3.SIwave信號完整性軟件操作演示
課程對象
主要面向汽車電子、通信、高科技等行業的電子產品設計工程師或仿真工程師
培訓時長
2小時
培訓時間
3月24日（周二）19:30-21:30AM
主講講師簡介
劉捷,碩士學位,畢業于華中科技大學電信學院。現任IDAJ中國ANSYS高頻電磁產品技術經理。曾就職于業界知名通信公司從事射頻及光電硬件研發工作11年。
展開 
ANSYS SIwave 18.1去耦電容優化分析(pdf教程+源文件) ￥8
ANSYS SIwave 18.1去耦電容優化分析(pdf教程+源文件)
如何全面地考慮電子產品板級熱仿真問題
因此，針對PCB線路的焦耳熱，我們可以使用SIwave-Icepak耦合的方式去計算。
■ SIwave能夠對PCB上的線路加載激勵條件進行DCIR drop計算，獲得不同工況下PCB上各層布線的焦耳熱分布。
■ Icepak利用焦耳熱分布數據的映射進行進一步的板級熱仿真，評估在不同的工況下，PCB上銅線的焦耳熱和電子元件發熱共同作用時的溫度分布狀態。
在ANSYS SIwave中輸出基于計算網格的焦耳熱功率分布數據，在Icepak中使用Block或者PCB Objects，以SIwave Profile的方式導入，功率數據將直接映射并插值到Icepak的計算網格之中（相比于之前在Icepak中使用2D heat source構成power map的方式，這種方式幾乎不怎么占用計算資源。）。
雙向耦合方法
常用導電材料的電導率——以銅為例，會隨溫度的改變有較大的變化，繼而會產生焦耳熱功率的變化。
單純的單向耦合計算無法考慮到溫度對材料物性的影響會與真實狀況有較大差異，因此在這一方面我們可以用雙向耦合的方式來解決這個問題。
銅的導電率隨溫度的變化s1= s2/ [1 + a * (T1–T2)] (a= 0.0040)
Icepak-SIwave的雙向耦合可以通過手動進行文件輸入輸出的方式實現，也可以使用Icepak中已開發的宏來自動進行迭代。
SIwave輸出功率分布數據給Icepak，Icepak再將進行計算之后的溫度場反饋給SIwave，以此來更新該溫度分布下線路材料的導電率分布。一般來說，這樣計算迭代3到4次將會得到耦合計算收斂的結果。
展開 【11月27-28日 深圳】ANSYS官方培訓—ANSYS SI/PI 高級培訓
ANSYS HFSS 3D LAYOUT和ANSYS SIWAVE是專門針對板級SI/PI/EMC的仿真軟件。
本次課程適合有一定SI和PI理論基礎的學員。主要針對ANSYS SIwave和HFSS在信號完整性和電源完整性仿真的應用。學會使用SIwave進行PCB電源完整性分析，串擾分析和電磁敏感度分析技巧；學會使用HFSS對連接器和過孔等三維結構進行精確建模，學會使用HFSS 3D Layout進行封裝和PCB板上走線進行精確建模；因此，ANSYS公司特開辦“ANSYS SI/PI 高級培訓”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 如何全面地考慮電子產品板級熱仿真問題
因此，針對PCB線路的焦耳熱，我們可以使用SIwave-Icepak耦合的方式去計算。
■ SIwave能夠對PCB上的線路加載激勵條件進行DCIR drop計算，獲得不同工況下PCB上各層布線的焦耳熱分布。
■ Icepak利用焦耳熱分布數據的映射進行進一步的板級熱仿真，評估在不同的工況下，PCB上銅線的焦耳熱和電子元件發熱共同作用時的溫度分布狀態。
在ANSYS SIwave中輸出基于計算網格的焦耳熱功率分布數據，在Icepak中使用Block或者PCB Objects，以SIwave Profile的方式導入，功率數據將直接映射并插值到Icepak的計算網格之中（相比于之前在Icepak中使用2D heat source構成power map的方式，這種方式幾乎不怎么占用計算資源。）。
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