設計仿真技術(shù)Cadence PCB介紹

Cadence PCB設計仿真技術(shù)提供了一個(gè)全功能的模擬仿真器，并支持數字元件幫助解決幾乎所有的設計挑戰，從高頻系統到低功耗IC設計，這個(gè)強大的仿真引擎可以容易地同各個(gè)Cadence PCB原理圖輸入工具結合，加速了上市時(shí)間并控制了運作成本，它交互式，易于使用的圖形用戶(hù)界面可提供對設計過(guò)程的完全控制，來(lái)自多家廠(chǎng)商的模型支持，內置數學(xué)函數和行為建模技術(shù)等資源的可用性促成了高效的設計過(guò)程，在仿真器之上建立先進(jìn)的分析特性，敏感性, 蒙特卡洛, 應力分析和帶有多個(gè)引擎的優(yōu)化器，改善了設計性能，成本效益和可靠性。

Cadence PCB設計仿真技術(shù)可以在以下產(chǎn)品中獲?。?br />. Cadence allegro. aMS Simulator
. Cadence PSpice. simulation Cadence PSpice仿真
該產(chǎn)品與allegro design entry HdL和Cadence OrCad. Capture緊密集成，同時(shí)該仿真技術(shù)也可以在強大的協(xié)同仿真環(huán)境，SLPS，中與MathWorks的MaTLaB Simulink軟件包連接，見(jiàn)圖1。

優(yōu)點(diǎn)

. 改善大型設計的仿真次數，可靠性和收斂
. 通過(guò)整合的模擬和事件驅動(dòng)的數字仿真既提高了速度，又無(wú)需犧牲準確性
. 利用基本直流，交流，噪聲和瞬態(tài)分析來(lái)探測電路行為
. 允許使用SLPS進(jìn)行實(shí)際電氣設計的系統級接口的測試
. 超過(guò)20，000個(gè)模擬和混合信號模型庫供選擇
. 允許模擬和數字信號的自動(dòng)識別，并應用到模擬到數字和數字到模擬接口
. 在付諸硬件實(shí)施之前使用假設的理念來(lái)CADENCE

PCB設計仿真

混合模擬/數字仿真

集成的模擬和事件驅動(dòng)數字仿真提高了速度而無(wú)需犧牲精確性，單獨的圖形化波形分析器在同一時(shí)間軸上顯示混合模擬和數字仿真的結果，數字功能支持5種邏輯電平和64種強度，由負載而定的延遲，以及hazard/race檢查， allegro aMS Simulator 和PSpice仿真還具有針對數字門(mén)和約束檢查，如setup和hold時(shí)序的傳播建模特性，

模擬分析

使用直流，交流，噪聲，瞬態(tài)，參數掃描，蒙特卡洛和直流敏感性分析探測電路行為，allegro aMS Simulator和PSpice技術(shù)包含若干交互仿真控制器和兩個(gè)仿真解算器。

圖形結果和數據顯示

Probe Windows允許用戶(hù)從擴展的一組數學(xué)函數中進(jìn)行選擇，用于仿真輸出變量， 通過(guò)在原理圖內直接將標記放置在所希望的管腳，網(wǎng)絡(luò )，和零件上，設計師可以創(chuàng )建繪圖窗口模板并用它們容易地進(jìn)行復雜的量測， 使用內置的量測函數和定制量測的創(chuàng )建， 該工具還可以幫用戶(hù)測量電路的性能特征，為顯示數據，附加的功能允許進(jìn)行電路電壓，電流和功耗的實(shí)際和復雜函數繪圖，包括用于幅值和相位裕度的Bodé圖及用于小信號特征的導數，見(jiàn)圖2。

尋求設計的關(guān)系

. 使用優(yōu)化器優(yōu)化電路性能
. 使用數學(xué)表達式，函數和行為器件替代和仿真復雜電路的功能模塊，
. 使用應力分析并通過(guò)使用蒙特卡洛分析觀(guān)察組件成品率，確定哪個(gè)組件受載過(guò)大，

特性

Cadence的PCB設計仿真技術(shù)與Cadence的從前端到后端PCB設計流程無(wú)縫集成，使用于仿真和PCB設計的單獨，統一的設計環(huán)境的實(shí)現成為可能。

設計輸入和編輯

使用Cadence原理圖設計輸入技術(shù)，可從超過(guò)18,000個(gè)符號和模型的庫中選擇以進(jìn)行設計仿真，它提供許多特性，使得原理圖輸入和模擬仿真設計變得容易，這兩項集成都包括一鍵仿真和交叉探測和許多其他的仿真工具。

激勵創(chuàng )建

使用可參數化描述的內置函數或用鼠標手繪分段線(xiàn)性，PWL，信號來(lái)創(chuàng )建任意形狀的激勵，為信號，時(shí)鐘和總線(xiàn)創(chuàng )建數字激勵，單擊并拖動(dòng)以引入和移動(dòng)轉換。

電路仿真

用戶(hù)可以很容易地建立和運行仿真，然后從Probe交叉探測仿真結果，Probe是一個(gè)業(yè)界標準的波形觀(guān)察器，對多種仿真profile的支持使用戶(hù)可以在同一原理圖上調用并運行不同的仿真，仿真偏置結果可以在原理圖上直接進(jìn)行觀(guān)察，包括節點(diǎn)電壓，器件功率計算，管腳和支路電流，對檢查點(diǎn)重啟的支持，允許設計師在同一電路以很少的改變進(jìn)行多次仿真時(shí)，減少仿真的次數。

MOdeLS模型

內含大量不同的精確內部模型，它通常有溫度效應，為仿真添加了靈活性，模型有R，L，C和二極管，以及，
. 內置IGBT
. 七種MOSFeT模型，包括業(yè)界標準的BSIM3v3.2和新的eKV 2.6模型
. 五種GaasFeT模型，包括Parker-Skellern 和 TriQuint TOM-2，TOM-3模型
. 非線(xiàn)性 磁性模型，具備飽和與磁滯現象
. 整合了延遲，反射，損失，散射和串擾的傳輸線(xiàn)性模型. 數字原件，包括帶有模擬I/O模型的雙向

傳輸門(mén)

. 兩種電池模型，允許對放電周期和運行條件進(jìn)行精確仿真器件方程開(kāi)發(fā)包，dedK，允許新的內部模型方程的實(shí)現，這些方程可以同allegro aMS Simulator和PSpice仿真一起使用。

模型庫

用戶(hù)可以從北美，日本，歐洲生產(chǎn)的超過(guò)18，000種模擬和混合信號器件模型， 及超過(guò)4，500種BJT，JFeT，MOSFeT， IGBT，SCR，磁芯和螺線(xiàn)管，功率二極管和橋接器，運算放大器，光電耦合器，調節器， PWM控制器，乘法器，定時(shí)器和采樣保持器等參數化的模型中進(jìn)行選擇。

模型編輯

可以很容易地抽取所支持器件類(lèi)型的模型，只需輸入器件技術(shù)資料中要求的數據。

行為建模

功能模塊使用數學(xué)表達式和函數進(jìn)行描述，允許設計師充分利用一整套數學(xué)運算器，非線(xiàn)性函數和濾波器，電路行為可以在時(shí)域或頻域使用公式，包括拉普拉斯變換，或查找表進(jìn)行定義，錯誤和警告信息可以在不同條件下進(jìn)行指定，用戶(hù)可以容易地選擇在一個(gè)層級中已被傳遞到子電路的參數，并將它們插入傳遞函數中，新的行為功能包括in(x)， exp(x)，sqrt(x)等數學(xué)函數。

磁性零件編輯

磁性零件編輯器可以幫助設計師解決手工設計變壓器時(shí)遇到的問(wèn)題，用戶(hù)可以設計磁性變壓器和直流電感，并為可用于allegro aMS仿真器電路的變壓器和電感生成仿真模型，磁性零件編輯器還允許設計師生成制造變壓器或感應器所需的數據， 設計過(guò)程完成后由Magdesigner生成的制造商報告，包含了廠(chǎng)商生產(chǎn)商用變壓器所需的全部數據。

加密

加密特性允許使用56位deS算法對模型進(jìn)行加密。

SLPS

Cadence仿真技術(shù)和MathWorks的MaTLaB Simulink軟件包將兩個(gè)業(yè)界領(lǐng)先的仿真工具集成在一個(gè)強大的協(xié)同仿真環(huán)境，SLPS，Simulink是一個(gè)用于多域仿真和基于模型的動(dòng)態(tài)系統設計平，SLPS集成允許設計師完成包含真實(shí)組件實(shí)際電氣模型的系統級仿真，設計和集成問(wèn)題可以在設計過(guò)程更早的時(shí)期發(fā)現，減少了電路設計所需的原型數量，SLPS集成還可使機電系統，如控制模塊，傳感器及電源轉換器，的設計師完成集成系統和電路仿真，見(jiàn)圖3。

檢查點(diǎn)重啟

該特性允許設計師在不同時(shí)間點(diǎn)保存仿真狀態(tài)，然后從任意仿真狀態(tài)重新啟動(dòng)仿真，從而節約了時(shí)間，在從前面記錄過(guò)的時(shí)間狀態(tài)重啟仿真之前，設計師可以修改仿真設置和設計參數。

自動(dòng)收斂選項

該選項使仿真器自動(dòng)改變收斂的容差限制，以完成設計收斂，設計師可以使用該選項獲得收斂，然后通過(guò)進(jìn)一步修改仿真器選項對仿真進(jìn)行微調，對于電源電子設計，推薦該選項。

高級分析功能

使用高級的分析功能，設計師可以自動(dòng)地優(yōu)化電路性能，敏感性分析，優(yōu)化， Smoke，應力分析，和蒙特卡洛，成品率分析，這四項重要功能，使工程師們可以創(chuàng )建設計的虛擬原型并自動(dòng)優(yōu)化電路性能，可以同時(shí)處理多個(gè)仿真profile間的測量。

敏感性

通過(guò)檢查各組件本身及與其他組件相比時(shí)組件對電路行為的影響，敏感性選項可以識別哪些組件參數對完成電路性能的目標是關(guān)鍵的，它允許設計師識別敏感性組件并將它們導出至優(yōu)化器，以微調電路行為。

優(yōu)化器

優(yōu)化器可以分析模擬電路和系統，比反復迭代測試更快地對設計進(jìn)行微調，它有助于發(fā)現最佳組件值以滿(mǎn)足性能目標和約束，設計師可以使用優(yōu)化器來(lái)提升設計性能，為滿(mǎn)足新的規范更新設計，為自頂向下設計和模型生成優(yōu)化行為模型，并調整電路以滿(mǎn)足量測或曲線(xiàn)形式的已知結果， 該優(yōu)化器包括四個(gè)引擎，最小二乘二次方，LSQ，引擎，修正的LSQ引擎，隨機引擎和離散引擎。

SMOKe

Smoke選項可以對電能耗散，連接點(diǎn)溫度增加，二次崩潰，或電壓/電流限制違例引起受壓的部件做出預警，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間， 這些部件可能導致電路失敗，設計師可以用Smoke將電路仿真結果和部件的安全運行限制進(jìn)行對比，如果超過(guò)限制，Smoke 就可以識別問(wèn)題參數，使用Smoke分析還可用于創(chuàng )建，修改和配置供使用的decrate 文件，見(jiàn)圖4。

蒙特卡洛

當零件值在它們的容許范圍內變化時(shí)，蒙特卡洛可以在統計上預測電路的行為，蒙特卡洛還可以計算成品率，這可以用于大規模制造的預測，使用蒙特卡洛可用于根據規格計算成品率，計算統計數據，以概率密度直方圖的形式顯示結果，以及以累計分布圖形式顯示結果。

參數化掃描器

電路一經(jīng)創(chuàng )建和仿真，參數化掃描器即被用于掃描多種參數，任意數量的設計和模型參數，的任意組合，都可以進(jìn)行掃描， 結果以表格或圖的形式進(jìn)行查看 ，設計師可使用參數化掃描器掃描器件/模型參數， 以電子表格形式顯示掃描結果，在探測界面分配量測結果，及評估分析之后的結果。