Cadence軟件是我們公司統(tǒng)一使用的原理圖設計、PCB 設計、高速仿真的 EDA工具。進行仿真工作需要有很多方面的知識，須對高速設計的理論有較全面的認識，并對具體的單板原理有一定的了解，還需具備仿真庫的相關知識等。 在這個分冊中僅對仿真軟件的使用進行較詳細的闡述，還介紹高速設計的一些相關理論，仿真過程是基于Allegro SPB 15.2 的 PCB SI 模塊進行的。 其他知識，如仿真庫的知識、約束管理器等請參閱專門的使用手冊。本章介紹高速 PCB 仿真設計的基礎知識和重要意義，并介紹基于Cadence 的Allegro SPB15.2的PCB仿真流程。1.1 高速信號與高速設計 隨著通信系統(tǒng)中邏輯及系統(tǒng)時鐘頻率的迅速提高和信號邊沿不斷變陡， PCB 的走線和板層特性對系統(tǒng)電氣性能的影響也越發(fā)顯著。對于低頻設計,走線和板層的影響要求不高甚至可以完全忽略不計。當頻率超過 50MHz 時，PCB走線則必須以傳輸線考慮，而在評定系統(tǒng)性能時也必須考慮 PCB 板材的電參數(shù)影響。當系統(tǒng)時鐘頻率達到 120MHz及更高時，就只能使用高速電路設計方法，否則基于傳統(tǒng)方法設計的 PCB 將無法工作。因此，高速電路設計技術已經(jīng)成為系統(tǒng)設計師必須采取的設計手段，只有通過使用高速電路設計師的設計技術，才能實現(xiàn)設計過程的可控性。高速系統(tǒng)的設計必須面對互連延遲引起的時序問題以及串擾、傳輸線效應等信號完整性問題。 通常認為如果數(shù)字邏輯電路的頻率達到或者超過 45MHZ~50MHZ，而且工作在這個頻率之上的電路占整個系統(tǒng)的一定份量（比如說１／３），就稱為高速電路。 實際上，信號邊沿的諧波頻率比信號本身的頻率高，是信號快速變化的上升沿與下降沿（或稱信號的跳變）引發(fā)了信號傳輸?shù)姆穷A期結果。因此，通常約定如果線傳播延時大于1/2數(shù)字信號驅動端的上升時間，則認為此類信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線效應，見圖 1－1所示。 信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間，如上升或下降時間。信號從驅動端到接收端經(jīng)過一段固定的延遲時間，如果傳輸延遲時間小于1/2的上升或下降時間，那么來自接收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達驅動端。反之，反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達驅動端，如果反射信號很強，疊加的波形就有可能會改變邏輯狀態(tài)。圖 1－1 傳輸線效應1.1.1 高速信號的確定 上面我們定義了傳輸線效應發(fā)生的前提條件，但是如何得知線延時是否大于1/2驅動端的信號上升時間呢？一般地，信號上升時間的典型值可通過器件手冊給出，而信號的傳播時間在 PCB設計中由實際布線長度決定。圖1－2 為信號上升時間和允許的布線長度(延時)的對應關系。 PCB板上每單位英寸的延時為 0.167ns.。但是，如果過孔多，器件管腳多，網(wǎng)線上設置的約束多，延時將增大。通常高速邏輯器件的信號上升時間大約為0.2ns。如果板上有GaAs 芯片，則最大布線長度為 7.62mm。圖 1－2 信號上升時間與允許布線長度的對應關系設Tr為信號上升時間，Tpd為信號線傳播延時(見圖 1－3)。如果 Tr≥4Tpd，信號落在安全區(qū)域。如果2Tpd≤Tr≤4Tpd，信號落在不確定區(qū)域。如果 Tr≤2Tpd，信號落在問題區(qū)域。對于落在不確定區(qū)域及問題區(qū)域的信號，應該使用高速布線方法。圖 1－3 信號傳播線延時與上升時間的關系