对 PCB 进行快速 3D 分析

印刷电路板 (PCB) 设计师可采用 ANSYS SIwave 功能中的 HFSS 区域解决高速数字系统中的信号完整性 (SI) 问题。这款独特的自动化仿真技术结合了 2 个电磁场求解器的最佳特性,即 ANSYS HFSS 的权威 3D 精度和 SIwave 卓越的计算速度和容量。它使设计师的高速电子系统的 SI 挑战难度系数得以降低。

观察 HFSS 区域在 SIwave 中的运行情况。这则短视频演示了如何在大数据中心服务器主板和 I/O 主板上提取 PCIe 3 代数据通道。

通过这种单一解决方案,您可以使用 HFSS 和带有 SIwave 的长 PCB 传输线分析三维不连续性,从而为关键信号网络提供卓越的 S 参数提取精度。这种快速且节省内存的域分解方法可实现高速数据通道的精确表征。此外,跨计算资源分配三维结构(如过孔、键合线、焊球等)及并行求解的能力大幅加速了仿真进度。PCB 上的三维结构被定义为 ANSYS SIwave 中的 HFSS 三维区域。如果在 PCB 上定义了大量三维区域,此功能就会特别实用。并行仿真可加速 PCB 三维分析,使可用的 HPC 资源得到最佳和有效利用,并大辐缩短了仿真时间。

           

用户只需在 PCB 布局中定义三维区域,而其余的仿真会自动进行。HFSS 的全波三维分析与 SIwave 的仿真(2.5 维)解决方案可无缝进行。这样可以快速、有效且准确地提取指定的信号网络,并将结果结合到设计中的整个电力传输网络。

采用SIwave 中的 HFSS 区域,可在制造之前识别并减少 PCB SI 问题。不准确的提取算法可能会导致工程师误判高速数据通道的信号完整性。

该解决方案可实现:

  • 加速电子产品上市
  • 降低成本
  • 提升系统性能

这种先进的仿真解决方案帮助 SI 工程师准确预测并缓解 IC 封装和 PCB 中的信号完整性问题,且方案应用范围可涵盖消费电子产品、物联网、汽车、航空航天及 5G 边缘计算数据中心等各个领域。

这些数据中心拥有快速通道(SERDES 25 – 100 Gbps、PAM4 56 Gbps 和 112 Gbps),旨在使用高速信号快速处理大量数据。通道必须保持信号质量才能确保数据中心的正常运行和性能,因此非常重要的一点是必须以更高的精度表征信号质量以及其他相关的三维不连续性(过孔、焊球、凸点和键合线)。

SIwave 仿真中的 HFSS 区域可自动生成准确 S 参数标准文件,文件可用于时域电路仿真,获得 TDR 信道响应、信号网络串扰和眼图等其他指标。

其他资源

欲了解自动化仿真技术的更多详细信息?请查看以下资源。

服务器主板

图 1. 服务器主板 60 cm x 42 cm

 

 

PCB 区域

图 2. 3D 区域镜头特写