ANSYS SIwave 功能

SIwave 软件包

SIwave 技术提供三种产品包,以满足特定的仿真需求。

SIwave-DC
SIwave-DC 产品的目标是对低压、大电流 PCB 和 IC 封装进行 DC 分析,从而评估关键的端到端电压裕度,确保电力传输可靠。它允许您对直流电压降、直流电流和直流功率损耗进行布局前和布局后的“假设”分析。该过程确保电力分配网络 (PDN) 能够向集成电路提供适当的功率——检查 PDN 是否具有足够的凸块、焊球和引脚以及足够多的敷铜,以将损耗降至最低。该技术可识别会导致热点的过流区域,以减少现场故障的风险。您可以快速分析 PCB 或封装上组件之间的路径电阻(也称为部分电阻),以便在选择最佳的 PDN 拓扑进行供电之前了解 PDN 差异。

SIwave-PI
SIwave-PI 产品包括 SIwave-DC,并增加了 AC 分析,以精确仿真电力传输网络和 PCB 上的噪声传播。SIwave-PI 是分析电源完整性分布挑战、自动优化去耦电容器选择和布局的理想选择——这些全部都在执行精确的电压降和功耗分析时进行。

SIwave
SIwave 将 SIwave-DC 和 SIwave-PI 的功能与强大的 ANSYS Nexxim 时域电路仿真引擎相结合。通过视觉、颜色编码反馈和 HTML 报告实现快速阻抗和串扰扫描。SIwave 采用专门的全波有限元算法计算高速 PCB 和复杂 IC 封装上的谐振、反射、串扰、同步开关噪声、电源/地弹、直流电压/电流分布以及近场和远场辐射模式。使用 SIwave 可以轻松导入 ECAD 几何结构;提取 IC 封装和 PCB 的 GHz 精确互连模型;包括驱动器和接收器的晶体管级模型;并运行 SSO 分析、阻抗匹配和电力传输系统优化。该解决方案包括常见的 IBIS 分析,例如电源感知 IBIS 和 IBIS-AMI,为设计工程师提供虚拟合规性。

SIwave 软件包

布局和几何结构导入

通过直接从第三方 EDA 布局工具或使用 ODB ++ 标准直接导入 ECAD 几何结构、材料和器件,SIwave 可无缝集成到现有的 EDA 设计流程中。支持的供应商:Cadence Design Systems、Mentor Graphics、Zuken 以及 Altium。

 

Cadence
Allegro v16.0 及更高版本
APD v16.0 及更高版本
SIP 数字/RF v16.0 及更高版本
Virtuoso 5.10、6.14、6.15、6.16(仅限 Linux)
Zuken (Zuken 出售)
CR5000 v10 及更高版本
CR8000 v2013 及更高版本
ODB++
Altium Designer R10 及以上版本
Mentor Expedition EE7.9.1 及以上
Mentor PADS v9.4 及更高版本
Zuken Cadstar v12.1 及更高版本
IPC-2581
Pulsonix 修订版 8.5 内部版本号 5905 及更高版本
Altium Designer v2015 及更高版本
其他 ECAD 格式
.anf ANSYS 中性文件格式
.gds IC 芯片格式
.xfl RedHawk 和原有 Sentinel 模式
.dxf AutoCad 绘图格式
SIwave 和 ANSYS Electronics Desktop 中的 Lead Frame Editor 转换工具

电热和机械分析

SIwave 与 ANSYS 软件组合链接可以实现电子器件的多物理场仿真。其中一个是方案将电力分配图从 SIwave 导出到 ANSYS Icepak 中。这种多物理场解决方案使您能够以 SIwave 的直流功率损耗作为热源,对 IC 封装和 PCB 建立精确的热性能模型。Icepak 解决了电子组件散热不畅引起组件因过热而过早失效等一系列相关问题。然后,可以使用 ANSYS Mechanical 评估热应力。这种多物理场方法使您能够执行耦合 EM 热应力分析,在制造之前完全了解设计。

电热和机械分析

SIwave 桌面

SIwave 桌面 — SIwave 桌面可为三维电磁、2.5 维电磁、三维热求解器和电路求解器提供流线型 ECAD 设计流程。在该环境中,您可以调用精确的求解器技术进行分析。

HFSS — 从 IC 封装和 PCB 中提取 S 参数或 SPICE 模型时,可以从 SIwave 桌面实例化 HFSS 3-D FEM 求解器。

PSI — 从 IC 封装和 PCB 中提取 PDN S 参数或 SPICE 模型时,可以从 SIwave 桌面实例化 PSI 3-D Fast FEM 求解器。此外,可以从 SIwave 桌面中可视化三维交流电流,显示信号、功率和返回电流。

CPA — 为大型芯片封装设计提取 RLC 或 S 参数网表时,可以从 SIwave 桌面实例化 CPA(芯片封装分析)求解器。IC 设计人员可以利用 RedHawk 中的 CPA 求解器实现芯片和封装设计的协同可视化。

Q3D Extractor — 在 IC 封装和 PCB 上执行 RLC 寄生提取时,可以从 SIwave 桌面实例化 Q3D 求解器。

Icepak — 需要对 IC 封装或 PCB 进行热分析时,可以从 SIwave 桌面实例化 Icepak 求解器。SIwave-DC 和 Icepak 之间的自动化迭代收敛解决方案为 IC 封装和 PCB 提供了双向电子冷却解决方案。

Nexxim — 需要时域 SPICE 分析进行时序分析时,可以从 SIwave 桌面实例化 Nexxim 电路求解器。

HSPICE — 需要时域 SPICE 分析进行时序分析时,可以从 SIwave 桌面实例化 HSPICE 电路求解器。

SIwave 桌面

高性能计算

将 ANSYS 电子 HPC 许可证加入 SIwave,开创了一个更大、更快且更高保真的仿真世界。ANSYS 远远不止是简单的硬件加速,还提供开创性的数值求解器和 HPC 方法。这些方法针对单个多核机器进行了优化,并且可以扩展,以便充分利用整个集群的优势。

多线程
利用单台计算机上的多核,缩短解算时间。多线程技术加快了初始网格生成、直接和迭代矩阵求解,以及场复原。

光谱分解方法
大多数电磁仿真都需要在一定频率范围内的结果,例如近场、远场和 s-参数数据。光谱分解在并行计算核心中分配多频率的解,从而加速频率扫描。您可以将这一方法与多线程结合使用。多线程加速提高每个单独频率点的提取,而光谱分解并行执行许多频率点。光谱分解方法可扩展到大量核心,显著加速计算速度。

高性能计算

IBIS 和 IBIS-AMI SerDes 分析

SIwave 包括用于并行和 SerDes 总线的电路解决方案。包括使用 ANSYS Nexxim 或 HSPICE 电路求解器引擎仿真 IBIS 和 IBIS-AMI 驱动器/接收器模型。包括用于实验设计的全原理图捕获和参数设计 (DoE)。


虚拟合规性

SIwave 使您能够确定您的 DDR3/4 总线是否通过 Jedec 标准。此解决方案为关键时序度量(例如数据建立和保持时序、降级分析、位对位偏斜时序、过冲、下冲等)提供通过/失败准则。编程环境允许为几乎任何标准定制合规性报告:DDR、USB、PCIe、MIPI、CISPR EMC 等。

虚拟合规性

自动去耦电容器优化

在深亚微米技术中工作时,您的任务是降低设计成本,以满足严格的预算方案要求。当今大容量 PCB 和封装的优化主要基于不同的电容器模型、电容器价格和电容器数量,并且必须在不牺牲设计的信号和电源完整性性能的情况下实现。SIwave-PI 可以找到一套优化的去耦电容器分配集合,满足您指定的最小成本阻抗掩模要求。

自动去耦电容器优化

阻抗和串扰扫描

Zo 和串扰扫描器为 PCB 和封装中的迹线提供精确的场求解器特性阻抗和耦合系数。易于理解的 HTML 报告和可视化使之成为所有设计工程师必须具备的最后签证能力。

阻抗和串扰扫描

多域系统建模

Simplorer 是一个强大的平台,可为系统级别数字原型建模并进行仿真和分析,集成了 ANSYS Maxwell、ANSYS HFSS、ANSYS SIwave 和 ANSYS Q3D Extractor。Simplorer 支持您验证和优化软件控制型多域系统的性能。Simplorer 具有灵活的建模功能,并与 ANSYS 3D 物理仿真紧密集成,广泛支持装配和仿真系统级物理模型,帮助您进行概念设计、详细分析和系统验证。Simplorer 适用于电力驱动系统设计、发电、电力转换、蓄电和配电应用以及 EMI/EMC 研究和通用多域系统优化与验证。

多域系统

功能:

  • 电路仿真
  • 框图仿真
  • 状态机仿真
  • VHDL-AMS 仿真
  • 集成化图形建模环境
  • 电源电子设备和模块表征
  • 与 MathWorks Simulink 协同仿真

模型库:

  • 模拟和电源电子产品组件
  • 控制模块和传感器
  • 机械组件
  • 液压组件
  • 数字和逻辑模块

应用特定库:

  • 航天电子网络
  • 电动车辆
  • 电力系统
  • 特色制造商组件
  • 降阶建模

 


电迁移分析

通过 ANSYS SIwave 中的这一新功能,您可以预测芯片和高级电子封装结构的平均故障时间。电迁移是指由于电流导致导体中金属原子的迁移,这在大多数电子系统中通常不是问题。然而,在高速电子产品领域中,由于高性能和小封装要求,导致通过极细轨迹的电流密度增加,从而引起电迁移。这会对高速电子产品的可靠性产生重大威胁。ANSYS Siwave 现在可以预测设计的电迁移和平均故障时间。


EMI 扫描仪

此功能可完成 PCB 的自定义自动 EMI 设计规则检查。在仿真之前,EMI 扫描器可以快速识别对 PCB 设计有潜在干扰的区域。传统上来说,EMI 问题难以模拟,并且所需计算时间较长。ANSYS SIwave 和 ANSYS HFSS 中的这一新功能可以快速识别需要进一步调查的潜在故障点。这就消除了错误,加快了上市时间。