Hyperlynx使用方法整理
从PCB中生成HYP文件。
在菜单栏点击tools,在下拉菜单中点击BoardSim,更加需要对界面调整如下图,
Unrouted选项:设置不走线的平面,因为电源层走线不设置?不明白?
Planeareasandcopperpours:两个选项导出的文件没有发现不一样?
在BoardSim中编辑叠层和线宽
当BoardSim调入一块板子的时候,它会自动检查。HYP文件中关于叠层的数据,如果存在叠层记录,BoardSim就会据此建立一个叠层设置方案。如果有错误或不完整,BoardSim会运行StackupWizard来修正叠层设置。简单介绍BoardSim会怎样来修正叠层:
如果根本就没有任何叠层信息,StackupWizard会做如下处理:
根据所有的走线用到的层来建立信号层并命名
在信号层间插入电介质层
将信号层的厚度设为默认值
将介质层的厚度和电介质常数设为默认值
提醒你目前仍然没有平面层
如果没有平面层,StackupWizard会报告错误,但是不会自动添加平面层,需要手动添加平面层。如果至少存在一个平面层,但有丢失的平面层,Wizard不会显示错误。
如果缺少介质层,StackupWizard会报告这一情况,同时会自动在信号层间添加介质层,介质层厚度和电介质参数采用默认值。
如果有厚度为零的层,StackuWizard会自动改变这层的厚度为默认值。
如下图在setup中或是点图标编辑叠层。根据板厂的叠层信息设置下图中的各个项目。
编辑默认的标识映射规则
在菜单Options中选择ReferenceDesignatorMapping,出现编辑标识映射
窗口,在Mappings区域中对默认的映射规则进行了列表,从中选中要改变的映射。
在Edit/addselectedmapping区域,选择不同的器件类型,然后点击Add/Apply按钮,Mappings区域的列表中就进行了改变。
如果你希望添加新的映射规则,在Ref。prefix区域中写入新的前缀名称,并选择器件类型,然后通过点击Add/Apply按钮来添加新的映射规则。
删除映射规则,只需在Mappings区域选中想删除的映射,点击Delete按钮即可。
点击Defaults按钮,可以让定义恢复原来的默认设置。定义好的标识映射规则做为全局设置保存,调入的任何电路板都会应用这一规则。BoardSim会在调入。HYP文件的时候检查里面的器件,所以,如果你是调入了电路板之后对标识映射规则做了改变,就必须重新调入电路板,使前面做的改变生效。更好的方法是在调入电路板之前就编辑标识映射规则。
将一个标识前缀映射给多种类型器件
BoardSim给每种器件映射一个标识前缀。如果你的电路板上必须将一个前缀映射给多个类型的器件,你需要在调入。HYP文件之前进行编辑。假设你的板子用“U”映射IC,然而有两个实际上应该是电阻R类型的排阻也被表示为U1和U20,你可以按照下面的步骤进行操作:
先在菜单Options中选择ReferenceDesignatorMapping,编辑前缀“U”的映射
用Hyperlynx文件编辑器打开板子的。HYP文件,在文件顶部搜寻关键字“DEVICES”,接着在DEVICES这一项中搜寻U1。
可以找到(?REF=U1…这样一行,将其改为(RREF=U1…。
继续搜寻U20并做同样的修改。
保存文件并退出。这样,U1和U20便被映射为R,而其余以U为前缀的器件保持不变。
设置电源网络
为什么要设置电源网络
为了适当的进行仿真,BoardSim必须区分出两种网络:信号,电源。信号网络要进行仿真,电源网络则作为直流电源处理。在第一次调入电路板后,仿真之前定要观察和修改电源网络,这是因为有时BoardSim不能完全成功地判断出电网络,这时就需要人工设置和修改。
BoardSim如何确认电源网络
BoardSim会在你调入电路板的时候试图定义电源网络并对它们赋值,定义时
会通过三种方法来确定是否电源网络:
通过名称确定
有些名称的网络会自动被认定为电源网络并赋以电压值。如PWR,VCC,VDD,POWER会定义为供电电压5V的电源网络;而GND,GROUND,GRND和VSS会定义为0V的电源网络。有的网络名称中有数字或‘V’等关键字,也被自动认为是电源网络并赋值。如+12V,v+12,-12,12V,12均被定义为电源网络。
计算连接到网络上电容的数量
BoardSim认为大多数的电源网络都会连接到很多的电容上。所以,BoardSim默认连接了三个以上电容的网络为电源网络。你也可以在菜单Options的Preference下选择BoardSim标签,在NetHandling区域来改变这一默认的电容数量,但BoardSim推荐用户不要修改此项设定。
计算金属‘段’的数量
BoardSim认为连接了超过20000数量的金属‘段’的网络为电源网络。你可以在菜单Options的Preference下选择Advanced标签,在Segmentthresholdforautopower-supplyID区域改变折椅默认设置,通常不推荐修改此项设定。
设置电源网络
在菜单Edit中选择PowerSupplies,出现如下图对话框。在selectsupplynets中选择电源网络,在editsupplyvoltage中设置电源的电压值。
观察电路板并选择要仿真的网络
查看调入的PCB板
当调入一个PCB板之后,可以看到的有:板子的外框(boardoutline);元件的外框(componentoutlines);元件的标号(componentreferencedesignator)元件管脚(componentpins)。如果HYP文件没有错误,PCB板的外框会显示出来,如果不是这样,BoardSim会自动画出一个足以将全部元件盛下的矩形外框,做为板的外形。元件的外形和标号都由丝印层而来,它的大小,位置是由丝印层确定的。元器件的标号是否显示可以控制。在菜单View中选择Options,出现ViewOptions窗口。在Showreferencedesignatorfor区域中,在相应的器件类型前选择检查框off,即可在BoardSim中不显示相应类型元器件的标号。BoardSim允许对PCB进行翻转观察。在菜单View中选择FlipBoard,若选Right为左右翻转,选Down为上下翻转。
关联网络
当BoardSim仿真一个网络时,它不仅仅只考虑这个网络本身,还要考虑那些通过无源器件或差分管脚对与之相连的网络。例如,要求仿真NET1,但BoardSim发现它通过两个串联电阻连到了NET2,BoardSim就会将这两条网络一起仿真。如果NET1上有一个驱动IC,那么或许所有的接受端IC都在NET2上。另一方面,如果NET2是一个电源网络,那么BoardSim就不会将NET2和NET1一起仿真了。
BoardSim默认的网络显示方法是包含关联网络的,同样仿真也是如此。如果NET1通过一个电阻与NET2相连,那么不管你选择了NET1还是NET2,它们都将一起显示,仿真。如果你不想观察关联网络,那么可以在图6中的Shownets区域将AssociatedNets关闭。如果关联网络已经显示了,进行此操作后也将消失。
选择要仿真的网络
除了电源网络外的网络都能够被选择,并对其进行仿真。可以有以下两种方法选择一个网络:
通过信号名选择网络。在菜单Select中选择NetbyName或直接点击,出现SelectNetbyName窗口。在此窗口中可以由网络的信号名来选择要观察仿真的网络。在网络的长度信息中不包括关联网络的长度。电源网络前有图形做为标记。在Sortnetsby区域中可以选择采用何种规则来对列表中的网络进行排序。
通过标识名选择网络。在菜单Select中选择NetbyReferenceDesignator,出现SelectNetbyReferenceDesignator窗口。在左边的ReferenceDesignator区域中选择需要仿真的网络所连接的元器件,在右边的Pinnames区域中出现此元器件的管脚列表。选中待仿真网络所连接的Pin即选中了网络。
使要观察的网络高亮
选择网络只能选中一条网络,但如果要同时观察好几条网络而不需对其进行仿真,则可以使用让网络高亮的方法。在菜单View中选择HighlightNet,则出现HighlightNet窗口。此窗口与SelectNetbyName窗口类似。在网络列表区域中,列出了所有的网络,其中网络名称前有符号的表示是已经高亮的网络。选中需要高亮的网络,点击Apply,出现SelectNetHighlightColor窗口,在此可编辑网络显示的颜色。要删除已经高亮的网络,在SelectNetHighlightColor窗口中点击RemoveNetHighlight。要删除已经高亮的网络,在SelectNetHighlightColor窗口中点击RemoveNetHighlight即可。
选中了要仿真的网络后,在菜单Select中选择ComponentModels/Values或直接点击,出现AssignModels对话框。
在Pins的区域中列出了选中网络及其相关网络上所有的IC元件和无源器件。如上图,U1.E20表示是器件U1的E20管脚,U5.D2表示器件U5的D2管脚,而每个无源器件在Pins区域中只列出一个管脚,IC元件前的表示还没有加载模型。双击要加载模型的管脚,在SelectICModel窗口中选择适当的模型。
单个信号波形
在菜单中选择如下图菜单,或是直接点击进行单个信号仿真。
如下图D30在CUP端,电阻端,和DDR3的波形。
信号线眼图
在simulateSI的菜单中选择runfasteyechannelanalysis选项,或是点击,显示信号线的眼图,如下图。
查看几个完整眼图的方法如下图
用LineSim进行仿真工作的基本方法
使用LineSim仿真信号完整性原理图的基本步骤:
运行HyperLynx软件,在菜单File中选择NewLineSimFile。
激活原本为暗色的各段传输线。输入传输线的电学和几何特性。
激活驱动端和接受端的IC元件,并为IC元件选择仿真模型。
激活无源器件并输入具体数值。
打开示波器窗口。
为即将进行的仿真设置参数。
运行仿真,允许LineSim自动设置探针。
观察仿真结果并测量时序和电压。
将仿真结果输出到文档。
建立一个新的信号完整性原理图
在运行了HyperLynx软件后我们有两种方法来建立一个新的原理图:
选择新建原理图按钮
在菜单File中选择NewLineSimFile
激活传输线线段
进行完上一步后,生成一个新的原理图。如上图,可以看到原理图是由很多传输线线段,IC器件(驱动端,接收端)以及无源器件混合组成的矩阵结构。当用鼠标左键选中任何一个元件后,所选的部分就会被激活,它将变成黑色,这说明已经将这个元件添加到了原理图中。
将鼠标移到将要添加的传输线上,传输线上会出现红色的边框。
如果单击左键将添加这段传输线到的原理图中。
如果双击左键,传输线被变成了直线,它不具有任何物理特性,仅仅表示
连接关系。
如果三次点击左键,那么恢复为进行操作前的状况。没有向原理图中添
加任何元件。
输入传输线的具体特性参数
用鼠标右键单击传输线线段,就会跳出EditTransmissionLine的对话框
在Transmission-LineType页面中,选择所需要模拟的传输线类型。
在Value页面中,输入传输线的具体参数。例如假设在上一步选择的类型是Simple,那么直接在Transmission-LineType选项中输入具体数值。
左键单击确定。这样,这段传输线的参数便输入了原理图中,可以在原理图中的相应位置看到阻抗,延时,线长等的数据。
激活IC元件(驱动端和接受端)
与激活传输线的步骤相似,用鼠标左键单击就能够将IC元件激活,不过不同的是双击鼠标键就会恢复到未激活的状态。被激活的元件变成黑色,但由于未对其进行定义,所以名称处为问号。
为IC选择仿真模型
用鼠标指向IC元件并用右键点击,出现AssignModels对话框
在pins区域中双击相应的管脚,出现SelectICModel对话框
选择相应的模型,并单击OK。
4.在BufferSettings区域,根据需要将buffer的状态设为output或input。
6.单击关闭按钮,结束设置。
无源器件仿真模型
单击左键,选择无源器件的类型,如下图。
例如电阻,单击右键出现参数设置对话框,可以修改数值和等效参数。
例如磁珠,选择不同的类型,可以看到频率曲线和等效参数。
在菜单中选择如下图菜单,或是直接点击进行单个信号仿真。
观察到仿真结果如下图。可以修改电阻值和走线的层等参数观察对信号波形的影响。
串扰仿真
在菜单中选择如下图菜单,或是直接点击进行串扰仿真。
看到D30产生串扰的数据线。
在菜单中选择如下图菜单,或是直接点击进行单个信号仿真。
如下图,选择对应的pin观察串扰。
如下图菜单选项将串扰导出到LineSim中模型分析。
导出的到LineSim中如下图,
点击产生串扰的走线,弹出如下对话框,在transmission-linetype窗口可以观察到走线的L,C,Z0。
在editcouplingregions窗口可以看到走线串扰线段的长度等信息
窗口fieldsolver中看到走线在PCB中的磁场图。
修改电阻值等参数观察串扰波形的变化。
用BoardWizard进行快速整板分析
1.让电路板向导运行快速分析的步骤:
点击运行电路板向导按钮或从Wizards菜单中选择BoardWizard,出现BoardWizard(BatchMode)对话框。
在Quickanalysis区域中,选中你希望包含在报告中的选项。点击下一步按钮。
在向导窗口接下来的几页中,进行详细的设置。设置页面的多少取决于上一步选中了哪些选项。继续点击下一步按钮。
当你到达Batch-ModeAnalysis页面后,点击Finish,电路板向导就开始运行分析。如果板子很大,可能需要较长的时间。
当分析完成后,分析结果报告会自动在HyperLynxReportFileViewer中显示出来。
快速分析的内容:
信号完整性问题。选中
将运行终端向导来分析相关的信号完整性问题,例如太长的走线,太长的终端连线等。
终端匹配建议。选中
将调用终端向导,为太长的网络提出添加匹配负载的建议,或为已经存在的终端匹配负载建议适当的数值。
元件变更和新元件。选中,将会列出整块板子上所有手动编辑过的电阻和电容值。与此类似,选中将列出所有快速添加的终端负载。
叠层。选中会列出目前的叠层方案,并记录以前对叠层所作的修改。
金属互连。选中后会对板子上
所有的金属连线列表显示,包括总的延时,最小阻抗,最大阻抗,平均阻抗,电感,电容和电阻。这个文件很大,一般不要选中这一选项。
计算。选中后会列出板子上每个网络的统计数字,例如元件数量,线段数量等。通常也不要选中这一选项。
在DetailedSimulations区域中,如果对任何网络进行信号完整性仿真,选中点击下一步,如下图的对话框,点击SInetsspreadsheet选择要仿真的网络。
修改这些限制数值在上图的电子数据表格里,如果某一列的数值都是一样的,则修改的办法是:首先选中列的表头,然后点击右键,在弹出的对话框中进行设置,如下图。如果只希望对某个单元的值进行设定,则只需直接在相应的数据栏中直接进行修改。
设置ICmodel的参数
详细仿真后产生的报告文件被存为。RPT文件,文件名可以在进行仿真前设定。与此同时,还生成一个。CSV格式的文件,它包含了。RPT文件中有关违背信号完整性的数据内容,可以用Excel等基于Windows的软件打开进行编辑。另外,BoardWizard能够计算被仿真网络的时延,并输出为一个概括了所有管脚到管脚延时信息的。SDF(StandardDelayFormat)文件,这一文件可以被其它EDA软件调用,例如Verilog或VHDL的时序仿真器。
DDR仿真
在菜单中选择如下图选项,或是点击按钮,
弹出DDR仿真界面,
点击下一步,弹出如下图对话框,选择仿真的类型和速率。
下一步添加memorycontroller和memory的模型
添加完成后下一步弹出如下对话框,memorycontroller和memory的模型添加成功。
设置需要仿真的选项
把网络映射到相应的属性中,如下图。
点击下一步修改没有对应的网络。
点击下一步弹出如下对话框,网络映射完成。
设置信号的model,如下图所示。
选择controller和memory的timingmodels
设置完成后点击run按钮,如下图,开始仿真。
仿真数据生成.xls文件,观察DDR的各项差数pass和fail的情况。
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