今天給大家介紹《Sigrity仿真系列》第二課--電源PDN仿真，全網(wǎng)可能找不到第二家這么細(xì)的了。
有不懂的，文章末尾可以找作者咨詢(xún)哦。
01 Options設(shè)置
仿真前還是先對(duì)Options選項(xiàng)進(jìn)行部分設(shè)置，從菜單欄“Tools-->Options-->Edit Options”進(jìn)入。
可以參考之前《單端信號(hào)S參數(shù)提取》中的配置，有一個(gè)地方基于QTI的資料有修改，不過(guò)實(shí)際對(duì)比仿真下來(lái)并無(wú)明顯區(qū)別。但出于對(duì)結(jié)果的權(quán)威性考慮，還是建議大家參考平臺(tái)廠家的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
可以將設(shè)置好的參數(shù)導(dǎo)出，便于后續(xù)直接導(dǎo)入使用。
02 疊層檢查
參考《單端信號(hào)S參數(shù)提取》中的配置流程。
03 選擇網(wǎng)絡(luò)
首先在右側(cè)“Net Manger”中Disable掉所有網(wǎng)絡(luò)，然后Enable 所有GND和需要仿真的電源網(wǎng)絡(luò)（可以在“Net Manger”中查找，也可以直接在PCB圖紙中點(diǎn)選）。
04 添加電容模型
網(wǎng)絡(luò)使能之后，通過(guò)如下步驟，將所有連接到電源和GND網(wǎng)絡(luò)的電容篩選出來(lái)。
手動(dòng)添加電容模型的方法有兩種：
1）直接在模型管理器（AMM）中添加：
選中某一電容，點(diǎn)擊Assign，彈出AMM管理窗口，所有相同模型的電容會(huì)被一起羅列出來(lái)。再選中其中一個(gè)電容，點(diǎn)擊Browse models。
在新彈出來(lái)的窗口中，點(diǎn)擊菜單欄Library--Load Library File，加載一個(gè)電容庫(kù)。本案例以加載Murata的S參數(shù)電容庫(kù)為例，選擇對(duì)應(yīng)電容后點(diǎn)擊select確定即可。
此時(shí)可以看到所有相同模型的電容都自動(dòng)完成了添加，狀態(tài)也都變成了綠色的Validated，即表示電容模式添加完成。
2）手動(dòng)編輯模型：
選中某一電容，點(diǎn)擊Edit，在Definition中編輯如下：S1 1 2 2 2 model="路徑地址+S參數(shù)文件名"，如果文件和.spd文件在同一路徑下，則可以去掉文件地址路徑。點(diǎn)擊OK后，相同模型下的其他電容也會(huì)一起被修改。
05 設(shè)置VRM
其原理是在源端通過(guò)一個(gè)短路塊將PWR和GND短接，來(lái)壓低低頻段的仿真曲線，即仿真的結(jié)果只是對(duì)電源平面的真實(shí)反映。
不過(guò)這一步驟也不是必要的，后面也會(huì)演示其他更快捷的操作。
點(diǎn)擊New，選擇New Model Definition，修改模型Name，然后定義模型為一個(gè)阻值為0.001ohm電阻。
再點(diǎn)擊New，然后選擇New Component，再給VRM器件加載上面生成的VRM_IN模型。點(diǎn)擊OK后，右邊器件欄就會(huì)出現(xiàn)剛才新建的VRM器件了。
選中VRM_VCC_MAIN，分別選中Node1、2，Link到PWR和GND兩端（對(duì)于有反饋的電源，一般選在反饋點(diǎn)附近）。至此，VRM就添加完成了（器件前面打上了綠色對(duì)鉤）。另一路電源我們不添加VRM，后面結(jié)果做一下對(duì)比。
06 設(shè)置端口
1）半自動(dòng)生成端口
選擇手動(dòng)定義端口后，分別選擇源端和負(fù)載端的器件，源端分別搜索器件VRM_VCC_MAIN和C132，然后點(diǎn)擊Generate Ports，生成端口。源端選擇電容或VRM處生成端口，目的是靠近反饋點(diǎn)，仿真結(jié)果會(huì)更加準(zhǔn)確。
再依次選擇負(fù)載端器件，相同方法生成端口。
負(fù)載端的PWR和GND pin通常很多，常規(guī)自動(dòng)生成的端口，會(huì)把器件的所有GND pin都包含進(jìn)去，會(huì)導(dǎo)致仿真精度變差。我們只需要保留PWR pin周邊的GND即可。因此可在生成端口前先對(duì)GND范圍進(jìn)行約束，如下圖所示。
2）手動(dòng)生成端口
參考高通平臺(tái)的PDN文檔，不同的電源回路，其返回GND pin并不完全一樣，甚至同一路電源都會(huì)分成很多Port，因此第一種自動(dòng)生成端口的方法就不適用了。
先是同樣選擇“手動(dòng)定義端口”，然后先New一個(gè)端口，再?gòu)腜CB中選擇需要的pin（node），右鍵選擇Hook（PWR需要選擇+Hook，GND選擇-Hook）。
如下是手動(dòng)添加端口結(jié)束之后的狀態(tài)，我們以VCC_GPU為例，以2個(gè)PWR pin和4個(gè)GND pin組成一個(gè)端口。
07 設(shè)置仿真頻率
PDN仿真，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置頻率范圍即可，我們這里演示就直接設(shè)置0~1GHz。
08 仿真數(shù)據(jù)處理
先來(lái)看一下，步驟05設(shè)置VRM帶來(lái)的影響。
也可以不設(shè)置VRM ，直接右鍵選擇Matrix Operations--Reduction，將源端 PORT直接設(shè)置為short狀態(tài)。（推薦如此設(shè)置）
以高通PDN規(guī)范中最大有效阻抗（max effective impedance）為例，提取 max effective impedance不僅包括自阻，還包括周?chē)鷓ort對(duì)它的串阻，Zeff=Z11+Z12+Z13...
這里需要注意的是，這里的相加都是基于同一PWR網(wǎng)絡(luò)而言。比如我們這個(gè)例子當(dāng)中VCC_GPU分成了兩個(gè)PORT，串阻是就同網(wǎng)絡(luò)這兩個(gè)PORT而言的。千萬(wàn)不能把其他網(wǎng)絡(luò)的加進(jìn)來(lái)。
我們還是以VCC_GPU為例，看一下這個(gè)max effective impedance怎么處理。
首先右鍵--Channel Filter，只勾選VCC_GPU，同時(shí)勾選插損和回?fù)p。
然后再圖形窗口，右鍵--Expression Calculator，Zeff_GPU1=Z22+Z23，Zeff_GPU2=Z33+Z32。得到最終的阻抗曲線。
09 S參數(shù)保存
右鍵--Save Simulation Result，選擇Touchstone格式，方便后續(xù)導(dǎo)入其他軟件進(jìn)行處理。
以上就是本期分享的所有內(nèi)容啦，歡迎大家持續(xù)關(guān)注，更多干貨正在快馬加鞭地趕來(lái)。