Cadence 仿真流程.docx

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Cadence仿真流程

Cadence仿真流程

第一章在Allegro中准备好进行SI仿真的PCB板图

1）在Cadence中进行SI分析可以通过几种方式得到结果：

∙Allegro的PCB画板界面，通过处理可以直接得到结果，或者直接以*.brd存盘。

∙使用SpecctreQuest打开*.brd，进行必要设置，通过处理直接得到结果。

这实际与上述方式类似，只不过是两个独立的模块，真正的仿真软件是下面的SigXplore程序。

∙直接打开SigXplore建立拓扑进行仿真。

2）从PowerPCB转换到Allegro格式

在PowerPCb中对已经完成的PCB板，作如下操作：

在文件菜单，选择Export操作，出现FileExport窗口，选择ASCII格式*.asc文件格式，并指定文件名称和路径（图1.1）。

图1.1在PowerPCB中输出通用ASC格式文件

图1.2PowerPCB导出格式设置窗口

点击图1.1的保存按钮后出现图1.2ASCII输出定制窗口，在该窗口中，点击“SelectAll”项、在ExpandAttributes中选中Parts和Nets两项，尤其注意在Format窗口只能选择PowerPCBV3.0以下版本格式，否则Allegro不能正确导入。

3）在Allegro中导入*.ascPCB板图

在文件菜单，选择Import操作，出现一个下拉菜单，在下拉菜单中选择PADS项，出现PADSIN设置窗口（图1.3），在该窗口中需要设置3个必要参数：

图1.3转换阿三次文件参数设置窗口

i.在的一栏那填入源asc文件的目录

ii.在第二栏指定转换必须的pads_in.ini文件所在目录（也可将此文件拷入工作目录中，此例）

iii.指定转换后的文件存放目录

然后运行“Run”，将在指定的目录中生成转换成功的.brd文件。

注：

pads_in.ini所在目录路：

.\Psd_14.2\Tools\PCB\bin中。

4）在Allegro文件菜单中使用打开功能将转换好的PCB板调入Allegro中。

第二章转换IBIS库到dml格式并加载

1）库转换操作过程

在Allegro菜单中选择Analyze\SI/EMISIM\Library选项，打开“SignalAnalyzeLibraryBrowser”窗口，在该窗口的右下方点击“Translatr->”按钮，在出现的下拉菜单中选择“ibis2signois”项，出现“SelectIBISSourceFile”窗口（图2.1）.按下“打开”按钮，随后出现转换后文件存放目的设置窗口，设置后按下“保存”键，出现保存认定窗口（图2.2）。

注意：

必须对此窗口默认的路径设置进行修改，否则无法生成.dml文件。

图2.1IBIS库转换原文件路径设置窗口

原该窗口的默认设置为“ibis2signoisein=E:

\_ED\30\82559.ibsout=82559.dml”，实际上ibis2signoise是一个DOS文件，可能在一些场合，可执行文件后面的命令参数中“in=”和“out=”被认为是非法字符，所以，将它修改为“ibis2signoiseE:

\_ED\30\82559.ibs”即可，它将在IBIS文件所在目录建立同名的dml文件。

图2.2IBISTodml转换设置路径窗口（需修改）

转换完成以后，会有报告文件弹出，在文件中只要没有“Error”提示，转换文件有效。

2）加载转换后的dml库

图2.3SignalAnalyzeLibraryBrowser窗口

在SignalAnalyzeLibraryBrowser窗口（图2.3）,加载转换后的dml库文件。

首先点击“AddExistingLibrary->”按钮，出现下来菜单（图2.4），该菜单有四个选项：

1.LocalLib:

直接指定一个确定的库文件。

这些库文件在：

…\Psd_14.2\share\pcb\signal\SignalPartLib中。

图2.4加载库文件的几个方法

2.LocalLibraryPath:

指定一个人目录并将目录中所有库文件调入。

在…\Psd_14.2\share\pcb\signal\SignalPartLib中安装时，内置有三个库文件目录（安装时没有选择附加的仿真用库）：

DEFAULT_LIB、Dig_lib（内含abt、als、alvc、fttl四个子目录）、Packages。

其中als子目录中有X4ALS系列标注逻辑器件库，如74als162等。

3.StandardCadenceLibrary：

在加载两个索引文件（\Psd_14.2\share\pcb\signal）：

cds_models.ndx和cds_partlib.ndx，前者包括模块信息，后者包括仿真器件信息。

3）加载成功以后可以点击setworking按钮，将其设置为工作库。

第三章给器件加载对应模型

1）给器件加载模型

在Allegro菜单中选择Analyze\SI/EMISIM\Model选项，打开“SignalModelAssignmen”窗口（图3.1）。

图3.1为器件指定模型窗口

在图3.1中显示所有使用到的器件名称，选中一个准备设置模型的器件并点击Find按钮，出现，ModelBrowser窗口（图3.2）。

在ModelNamePattern窗口中填入“*”号，一些模型的名称进入下面的列表框，

图3.2浏览模型窗口                                      图3.2创建模型窗口

在列表框里点击你需要的模块后，在图3.1中U1（和U2）的“SignalName”列里就会出现它的模型名称。

2）器件、元件的建模

如果在图3.1里准备加载的模型是无源器件或者是需要自己临时创建的模型，则点击在图3.1中的createmodel按钮出现图3.2创建模型窗口，对于电阻电容选择Espicemodel（选中蓝色箭头所指项目）后将出现,CreatESpickDeviceModel窗口（图3.3）。

其他有源器件用IBISdevice 模型（选中红色箭头所指项目），然后按提示输入value及各管脚的功能即可，同时可以存盘生成*.dat文件，这样以后进行仿真时直接load即可。

此时这个新建的模型就出现在所选器件的“模型名称“栏中。

图3.3无源器件建模窗口

无源器件包括电阻。

电容、电感，图中的Common项是设置该元件是否有公用（接地或电源）管脚。

第四章定义板子的地线、电源电压

器件仿真必须设置直流电源，否则仿真不能进行，只有定义了电压的电源和地信号，才能在拓补结构中将电源的信号模型调进来。

此操作在Logic菜单项中选择IdentifyNets..选项，出现IdentifyDCNets窗口（图4.1分别选中VCC和GND网络，在Voltage栏填入5V和OV，然后确认，完成设置。

图4.1直流电源设置窗口

调整PCB板叠层结构满足阻抗要求

该功能分别从Aleegro、SpecctraQuest两个模块进入后进行设置。

1）从Allegro主窗口设置

在Tools菜单选择SetaupAdvior选项，出现DatBaseSetupAdvsor窗口，直接按下“Next“按钮，出现新的DatBaseSetupAdvsor–Cross-Section窗口，其中有个“EditCross-Section”按键，按下此键进入叠层设计窗口（图5.1），在这个类似Excel表格式地窗口里，输入需要的各种参数，在表地最后一栏直接计算出该层的阻抗值。

图5.1叠层设置窗口

2）从SpecctraQuest窗口设置

直接从Setup菜单选择Cross-Section项进入图5.1窗口

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第六章设置仿真参数

在正式进行仿真之前，还需要对各参数进行设置，以便使最终结果更加准确的反映设计者的要求。

这个步骤可以在SpecctraQuest模块里，也可以在Sigxplore中完成。

具体需要设置的参数根据不同仿真有不同的要求，大致如下：

仿真的周期数（measurementcycle）时钟频率（Clockfrequency）

占空比（dutycycle）偏移量（offset）

固定仿真时间（fixedduration）波形取样时间（waveformresolution）

截止频率（cutofffrequency）仿真模式（FTSmode）

驱动激励（driveexcitation）测量模式（measurementmode）

1）SpecctraQuest模块里设置仿真参数

在SpecctraQuest的菜单里选中Analyze\SI/EMISIM\Prefences，出现参数设置窗口（图6.1）

图6.1仿真参数设置

2）在SigXplore里的选中Analyze\Prefences进入的参数设置窗口与图6.1类似。

第七章用探针（Probe）指定仿真信号线

1）建立仿真信号线网表

在SpecctraQuest里的Logic下拉菜单里，选择createlistofnets,出现“CreatListofNet”窗口（图7.1）。

在窗口上边的NetListName栏中填入自己起的网络名称，在“NetFilter”栏输入“*”；在“Availablenets”列表栏中选中需要仿真的网络并将其添加到右边“SelectedNets”

栏里。

然后将生成的网表文件进行保存。

图7.1建立仿真网络

2）选择仿真网络

选中Analyz\SI/EMISim\Probe命令，在弹出的signalanalysis窗口的net一栏，敲入*,或者通过listofnets，将网表文件调入。

这样所有的net都出现在最左边的框里，可以选择任何一个信号线进行模拟。

（图7.2）

图7.2选择仿真网络

第八章生成仿真结果报告、设定报告包括的参数

选中要进行模拟的信号线之后，点击图7.2下方Reports功能键，在弹出analysisreportgenerator窗口里进行不同的参数条件设置，如SSN,Reflection、CrossTalk等等，参数设置完成之后，点击createreport就可以分别生成对反射，串扰，地弹等等的仿真结果报告。

第九章提取电路拓扑结构（建立）

1）通过在Aleegro和SpecctraQuest界面提取电路拓扑结构

点击图7.2中ViewToplogy，假设没有任何设置错误，将直接进入拓扑界面。

但一般会出现提示框（很难严格设置提取拓扑的每一个参数），告知不能进行提取，要你选择是否进入修订程序“Yes”，如果选择“No”程序将忽略一些错误直接进入拓扑界面（SigXploer图8.1）。

如果选择“Yes”，则依次进入下面的修正程序：

∙进入DatabaseSetupAdvisor进行“Cross-Setion叠层”修正

∙进入DatabaseSetupAdvisor进行“IdentifyDCNets电源”修正

∙进入DatabaseSetupAdvisor进行“DeviceSetup器件”修正

∙进入DatabaseSetupAdvisor进行“SIModelAsingment模型定义”修正

∙进入DatabaseSetupAdvisor进行“SiAudit审核”程序

∙按下“Finish”完成全部校验过程。

图8.1SigXplore中的拓扑结构（左边是驱动、中间是传输线、右边是接收）

1.1图8.1窗口对应的功能“标签”（底部）

图8.1拓扑结构窗口中参数选项

1.1.1Parameters参数选项

在这个理表里可以进行参数的修改，每当选中一个欲修改的项目，在该项目栏右边会出现“”标记，点击它时将出现对应的编辑窗口。

例如：

修改电介质常数（蓝色箭头所指），首先选中此此项，再点击该项被选中出现的“”按钮，出现两个与该参数相关的窗口：

“Set

Parameterd1Constant”（图8.2）在Value窗口直接输入修改数值。

另一个是与介电常数密切相关的传输线结构。

图8.2修正介电常数

图8.3与介电常数相关的传输线特性设置窗口

1.1.2Meeasurements选项

选项可以选择Reflection、Crosstalk和EMI分别进行仿真，其中Custom是用作IC晶圆（Die）的仿真的。

在Results里可以看到数据结果列表。

2）直接在SigXploer中建立拓扑结构

1.2.1加载库

在SigXploer的Analyze的Liberary中加载库文件（类似图2.3）

1.2.2构造拓扑图

1.2.2.1放置传输线

在Edit菜单选择AddPart（或者工具按钮）打开ModelBrowser窗口来选择准备假如拓扑图的结构体。

比如在图8.5中选择的是传输类型，则所有传输线的模型列表出现，如果选择MicroStrip_1模型，此时在Sigxplore的主窗口，就有MicroStrip_1图形在随光标移动，选定位置点击放置（图8.4）。

图8.4在Sigxploer中添加结构体

1.2.2.2放置器件（驱动和接收）

在图8.5的ModelTypeFilter里选择IbisDevice类模型，（此例在库加载过程中只加了一个IBIS模型），所以出现的Browser窗口里只有一个库（图8.6）。

图8.5设置拓扑结构体类型

图8.6IBIS器件结构体设置

双击“PowerPC_8245_35……”项出现图8.7的8245器件管脚列表，在此表中选择需仿真的管脚，同放置传输线的方法一样，放置结构体（注意：

必须至少有驱动、传输线、接收三部分）。

图8.7设置有源器件8245的C1管脚未驱动结构体

1.2.2.3仿真无源器件（电阻等）

图8.9选择“GenericElement”设置其它无源器件

用同样的方法将电阻等无源器件加入到结构中。

1.2.2.4连接结构体

用鼠标在结构体的端点（焊盘处），拖曳进行画线，完成仿真拓扑图。

（图8.10）

图8.10最后完成的拓扑结构图

1.2.2.5设置驱动源波形

点击结构体中驱动结构模块（点击模块上方标注文字，红色箭头处），出现激励设置窗口，在这里进行驱动波形的设置。

第十章仿真以及更改不同的电路条件重复仿真

点击图8.10箭头之处可进入相应的参数编辑窗口（红色箭头是设置驱动波形的地方），通过修改结构体参数，可进行重复仿真、分析。

运行Analyze中Simulate进行仿真（或者使用图标）结果如下图：

图10.1仿真结果图形

第十一章仿真结果分析

图11.1仿真结果显示

仿真结果在图8.10下面的信息窗口显示出来如上图

SIMID（模拟的次数）diver（驱动端）

receiver（接收端）cycle（仿真的周期）

FTSMODE（仿真模式）monotonic（单调性）

NoiseMargin（噪声裕量）overshoothigh（上过冲）

overshootlow（下过冲）PropDelay（传输延迟，驱动端到接收端）

switchdelay（开关延迟）settledelay（建立时间）

可以对照信号波形图一起进行分析，一般要求噪声裕量足够大，上冲和下冲不要超过规定电压，没有明显的振铃现象，波形没有严重失真等等，但对于不同的电路，有时对于传输延迟时间的长短，或者上升时间的快慢有特别的要求，这也是具体进行仿真分析时要注意的地方。

第十二章电气约束规则的定义

经过仿真，基本可以找出最佳的阻抗匹配及布线长度的要求。

此时，我们可以产生电气规则，以约束下一步的布局布线。

其大致的操作是：

在Sigxplore的set下拉菜单下选择constraints。

然后即可根据需要定义各项规则，并可在ExistingRules窗口里确认规则是否成功加入。

规则定义完成之后，需点击updateSQ

快捷键将规则反馈到SpecctrQuest。