【技术】25Gbps及以上高速信号背板无源信道表征的测量与3D EM仿真之间的相关性

2018-11-22 keysight
信号完整性电磁分析软件,SIPro仿真软件,Keysight 信号完整性电磁分析软件,SIPro仿真软件,Keysight 信号完整性电磁分析软件,SIPro仿真软件,Keysight 信号完整性电磁分析软件,SIPro仿真软件,Keysight

2018年3月20日在北京召开的电子设计创新大会为设计工程师和系统集成商提供关于通信、计算机、RFID、无线、导航、航空航天及相关市场最新射频/微波和高速数字系统技术的研讨论坛,重点关注高频/高速电子设计中所涉及到的从元器件表征到系统集成等关键问题。


在EDI会议的报告会中是德科技应用工程师交流了25Gbps及以上高速信号背板无源信道表征的测量与3D EM仿真之间的相关性。当前的数据通信系统和计算机系统都依赖于高速串行数据传输,随着25Gbps及以上串行链路应用的普及,背板互连设计越来越普遍,然而通过背板传输25Gbps高速信号会表现出严重的信号完整性问题。选择合适的设计工具和仿真方法来分析传输通道中复杂信号的完整性现象至关重要,例如反射损耗、插入损耗、串扰和阻抗失配等。为了模拟位于24层高速背板上第11层的带状线差分对引起的信号质量下降问题,由于信号频率最高可达50GHz,需要将插入损耗的模拟结果与表征测量值相关联。


为了实现上述测量目标遇到了三方面的的技术挑战:1)探索一种实用的方法和仿真工具,快速准确地获得与测量结果良好匹配的模拟结果;2)如何确保高达50GHz的PCB信号完整性表征和模型提取的准确性;3)如何尽快获得准确的仿真结果。传统的电磁(EM)求解器Momentum和有限元分析(FEM)已经不适合这种高达50GHz的24层PCB板的模拟仿真了。如下图1所示,FEM仿真失败,计算数据已经超过了存储器的最大范围,针对非信号跟踪平面的插槽和接地过孔的集总模型计算量过大。


图1 有限元仿真(FEM)仿真失败和Momentum电磁求解仿真失败


为了实现高速信号过层板信号完整性的表征测量和电磁仿真的关联性,首先须采用合适的PCB布局和层叠解决方案,确保正确的仿真输入设置。如图2所示,电路板的绘制与布局和背钻的层叠设置可以有效减轻互连链路的插损,还有控制连线材料的阻抗分析和材料的定义,如图3所示。通常多层板高速连接器受到绝缘介质材料、插针引线、管脚以及电气结构等的影响,信号传输时信号不同程度出现衰减,尤其高达50GHz量级信号频率时,连接器的插针引线不能看作是理想的传输线(仅考虑对信号产生延迟),而是包含趋肤效应和介质损耗的有损传输线。


  

图2 采用合适的PCB布局和层叠解决方案示意图


图3 控制连线材料的阻抗分析和材料的定义


SIPro Power Aware SI分析测试详情如下图4所示。精确提取多层板封装和PCB的信号布线和电源分布系统的网络参数,在模块化的系统级仿真环境中加载模型进行时域波形仿真,可以同时考虑信号完整性和电源完整性,同时仿真分析反射、串扰、码间干扰和同步开关噪声的影响。根据 JEDEC规范对仿真自动进行测量分析并生成波形质量/时序裕量报告,为高速信号的仿真提供卓越的准确性和操作的方便性。


图4 SIPro Power Aware SI分析测试


下一步检查SIPro中的S参数和时域反射技术(TDR),以便测量传输线特性阻抗特性,TDR通过向传输路径中发送一个脉冲或者阶跃信号,当传输路径中发生阻抗变化时, 部分能量会被反射, 剩余的能量会继续传输。只需知道发射波的幅度及测量反射波的幅度,就可以计算阻抗的变化,测量由发射到反射波再到达发射点的时间差就可以计算阻抗变化的相位。如图5所示,测量的频率vs信号量级波形图和时间vs阻抗的变化图。


图5 测量频率vs信号量级波形图、时间vs阻抗的变化图


微带线长5英寸,仿真时间达到2小时52分钟,存储器使用1.529GB,仿真平台为Linux操作系统CentOS 5.10, 处理器为E5-2650 v2,16核带有126GB的随机存储器,模拟仿真工具采用是德科技的ADS2016.01 X64位软件。图7波形图显示了插入损耗(IL)和回波损耗(RL)仿真和测量的结果比较。


图6 仿真完的计算机资源消耗数据结果


图7 插入损耗(IL)和回波损耗(RL)仿真和测量的结果比较


通过交流总结,我们可以认识到对于24层25Gbps背板,由于网格尺寸较大,传统的3D EM解算器已经不再适合进行EM仿真,计算的耗时长效率低,并且消耗计算机硬件资源更多。SIPro是高达50GHz信号频率应用的最佳选择,不仅模拟速度快,而且与测量相比具有高精度等优势,同时还能减少计算机硬件资源的消耗。是德科技可以提供可靠的一站式解决方案,从硬件测量、建模软件到咨询服务。

技术资料,数据手册,3D模型库,原理图,PCB封装文件,选型指南来源平台:世强硬创平台www.sekorm.com
现货商城,价格查询,交期查询,订货,现货采购,在线购买,样品申请渠道:世强硬创平台电子商城www.sekorm.com/supply/
概念,方案,设计,选型,BOM优化,FAE技术支持,样品,加工定制,测试,量产供应服务提供:世强硬创平台www.sekorm.com
集成电路,电子元件,电子材料,电气自动化,电机,仪器全品类供应:世强硬创平台www.sekorm.com
  • +1 赞 0
  • 收藏
  • 评论 0

本文由杯中的清泉翻译自keysight,版权归世强硬创平台所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:世强硬创平台”。

相关研发服务和供应服务

评论

   |   

提交评论

全部评论(0

暂无评论

相关推荐

信号及电源完整性解决方案 法动EDA系列解决方案

描述- 法动科技提供的信号及电源完整性解决方案,利用三维全波电磁仿真技术和频域/时域电路仿真算法,帮助工程师进行封装及电路板的仿真分析。该方案支持信号完整性和电源完整性分析,包括时域仿真、频域仿真和IR Drop分析,旨在优化设计并提高电路性能。软件界面友好,易于操作,可与业界主流PCB设计环境集成。

2024/3/6  - 法动科技  - 应用及方案

法动科技EDA系列:信号及电源完整性解决方案

本案例介绍了采用法动科技的SuperEM®对封装及电路板中的信号线仿电磁特性、提取参数,使用FDSPICE®进行时域仿真的流程。软件界面易于上手,可快速完成建模仿真,可满足用户对设计进行信号完整性分析的需求。

2024-04-05 -  设计经验

是德科技解析ADS软件的功能和用途

为了设计高性能的电路并评估其性能,工程师需要使用先进的设计和仿真工具,ADS就是比较主流的一个软件。那么ADS是什么软件?ADS软件是干什么的?下面介绍一下ADS软件的功能和用途。

2023-10-24 -  技术探讨

是德科技提供完整的高速电路仿真设计平台及信号与电源完整性仿真解决方案,大大提高高速PCB设计效率

是德科技的先进设计系统(Advanced Design System,ADS)软件是一个完整的高速电路仿真设计平台,提供了完整的信号与电源完整性仿真解决方案。接下来我们从原理图设计、版图设计两个角度进行描述。我们简要介绍了大数据时代对高速PCB设计提出的挑战,并阐述了如何借助ADS和EPScan这两个工具提高设计工程师的效率。

2024-05-23 -  设计经验

接口总线标准的仿真设计与测试技术发展趋势

高速数字电路设计与测试技术发展近十多年来,数字集成电路和各种接口总线标准的发展令人眼花缭乱,目不暇接。各个总线标准通常由不同团队制订,其纷繁芜杂的测试和测量技术给从业人员带来许多困扰。本文将就当下的一些主要接口总线标准的仿真设计与测试技术发展趋势作一些简明的总结和说明。

2024-06-11 -  技术探讨

ADS克服信号和电源完整性挑战的10种方法

描述- Keysight Technologies的ADS软件是全球领先的电子设计自动化解决方案,适用于射频、微波和高速数字应用。该软件提供多种新技术,旨在提高生产效率,包括两个电磁(EM)软件解决方案,专门用于帮助信号和电源完整性工程师提高PCB设计中高速链路性能。以下是ADS软件在解决信号和电源完整性挑战方面的8种方式: 1. 提供高速信号完整性电磁(SI EM)表征的速度和准确性。 2. 简化S参数文件的使用。 3. 提供行业领先的信道模拟技术。 4. 保持对技术潮流(如PAM-4)的领先地位。 5. 加速DDR4模拟方法。 6. 将电源分析(PI分析)的权力交到设计师手中。 7. 实现平坦的PDN阻抗响应。 8. 提供电热仿真。 此外,ADS软件体现了Keysight的理念:硬件+软件+人才=洞察。

March 1, 2018  - KEYSIGHT  - 商品及供应商介绍

Keysight(是德科技) 物联网智能设备的测试挑战与 Keysight(是德科技)的解决方案

描述- 是德科技针对物联网智能设备测试挑战,提供了一系列解决方案。包括电池寿命优化、多制式无线连通性测试、信号和电源完整性分析以及电磁干扰兼容性与无线一致性测试。通过提供从设计验证到高产量制造的低成本测试解决方案,帮助客户加速开发,缩短产品上市时间。

型号- N6705B,33622A,34470A,N9320B,N7020A,U2001B,N9322C,T4010S,N9310A,CX3300,N6141A,W6141A,X,N2820A,T1212S,T1111S,N9311X-100,N9038A,34972A,E6640A,34465A,E5071C,53210A,89600,M9420A

July 5, 2016  - KEYSIGHT  - 技术文档

Keysight Technologies(是德科技) Test Challenges and Keysight(是德科技) Solutions for IoT Smart Devices

描述- 本文主要介绍了Keysight Technologies为物联网智能设备测试提供的解决方案。针对物联网设备在电池寿命、信号干扰、多格式无线连接、信号和电源完整性以及电磁兼容性等方面面临的挑战,Keysight提供了包括低功耗测试、无线测试、信号和电源完整性分析以及EMI/EMC合规性测试在内的多种解决方案,以帮助设计师和制造商加速开发并缩短产品上市时间。

型号- N9038A,N7020A,U2001A,T4010S,N9310A,E6640A,34972A,E5071C,53210A,M9420A,N2820A,T3111S,T1111S

August 17, 2017  - KEYSIGHT  - 技术文档

【应用】SIDesigner实现并行接口信号完整性分析案例

巨霖科技SIDesigner作为信号完整性与电源完整性电路级仿真平台,可以在PCB、Package物理模型已有的情况下进行系统级信号完整性、电源完整性分析,或者pre-layout阶段的系统时序性能评估。

2022-08-05 -  应用方案 代理服务 技术支持 采购服务

如何把KEYSIGHT示波器连接到matlab上?

怎么把KEYSIGHT示波器连接到matlab上呢?本文将讲解详细步骤。

2023-11-19 -  设计经验

Keysight解决方案选择矩阵完全支持您的Keysight解决方案

描述- KeysightCare解决方案提供全面支持,旨在帮助用户解决技术难题,优化工作流程。服务包括硬件和软件的集成支持,旨在提高市场投放速度,减少计划外停机和项目延误。服务分为基本和高级两个层次,提供快速响应、现场技术支持、软件更新和预防性维护等。

October10, 2020  - KEYSIGHT  - 商品及供应商介绍

Keysight i3070 09.20pc软件修补程序

描述- Keysight Technologies发布了一款针对i3070测试系统的软件补丁,版本号为09.20pc,发布日期为2018年11月。该补丁适用于装有i3070 09.20p软件的测试系统或工作站,支持Windows 7或Windows 10操作系统。补丁主要解决了多个变更请求,包括改进故障显示、电容补偿、用户界面布局、IPG功能、错误消息、安全性和其他功能增强。安装补丁时需以管理员身份登录,并遵循屏幕上的安装说明。安装后,用户可以通过Korn Shell窗口检查软件版本。

Nov, 2018  - KEYSIGHT  - 开发环境(软件/固件)

是德科技推出EP-Scan电气性能扫描软件,简单的三个步骤解决信号完整性分析中的瓶颈问题

为了突破性能验证的瓶颈,是德科技在今年初推出了EP-Scan(Electrical Performance Scan)电气性能扫描软件,它为我们提供了一种快速检测电气性能的方法,让硬件工程师们能够及时发现初级的SI问题,避免后期可能出现的麻烦。有了它,硬件工程师只需简单的操作,就能进行快速扫描,查看信号的电气特性,找出潜在的信号完整性问题。

2023-07-31 -  原厂动态
展开更多

现货市场

查看更多

品牌:KEYSIGHT

品类:Digital Volt Meter

价格:¥300.0000

现货:105

品牌:KEYSIGHT

品类:Software License

价格:¥5,885.8626

现货:92

品牌:KEYSIGHT

品类:Oscilloscope

价格:¥6,255.4404

现货:42

品牌:KEYSIGHT

品类:Oscilloscope

价格:¥10,738.2780

现货:39

品牌:KEYSIGHT

品类:Oscilloscope

价格:¥2,279.0608

现货:34

品牌:KEYSIGHT

品类:Oscilloscope

价格:¥5,964.0270

现货:33

品牌:KEYSIGHT

品类:Oscilloscope

价格:¥5,507.7707

现货:28

品牌:KEYSIGHT

品类:示波器升级软件

价格:¥300.0000

现货:26

品牌:KEYSIGHT

品类:Oscilloscope

价格:¥27,841.4996

现货:24

品牌:KEYSIGHT

品类:Oscilloscope

价格:¥5,642.3160

现货:16

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

电子商城

查看更多

暂无此商品

千家代理品牌,百万SKU现货供应/大批量采购订购/报价

服务

查看更多

FloTHERM热仿真

提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。

实验室地址: 深圳 提交需求>

散热方案设计

使用FloTHERM和Smart CFD软件,提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务,热仿真技术团队专业指导。

实验室地址: 深圳 提交需求>

查看更多

授权代理品牌:接插件及结构件

查看更多

授权代理品牌:部件、组件及配件

查看更多

授权代理品牌:电源及模块

查看更多

授权代理品牌:电子材料

查看更多

授权代理品牌:仪器仪表及测试配组件

查看更多

授权代理品牌:电工工具及材料

查看更多

授权代理品牌:机械电子元件

查看更多

授权代理品牌:加工与定制

世强和原厂的技术专家将在一个工作日内解答,帮助您快速完成研发及采购。
我要提问

954668/400-830-1766(工作日 9:00-18:00)

service@sekorm.com

研发客服
商务客服
服务热线

联系我们

954668/400-830-1766(工作日 9:00-18:00)

service@sekorm.com

投诉与建议

E-mail:claim@sekorm.com

商务合作

E-mail:contact@sekorm.com

收藏
收藏当前页面