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Power Integrität auf Leiterplatten

Wie Sie die Leistungsintegrität in PCB-Designs sicherstellen

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Anbieter zum Thema

FlowCAD EDA-Software Vertriebs GmbH
Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH
IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG
Eurocircuits GmbH

Präzise PI-Analyse auf Signoff-Ebene

Von Cadence gibt es präzise beschreibende PI-Analyse-Tools für den Signoff-Prozess, die auf den Allegro- und Sigrity-Technologien basieren und alle zuvor skizzierten Fähigkeiten besitzen. Allegro Sigrity PI Base ist eine integrierte Layout- und Analyse-Umgebung, die ein Constraint-gesteuertes Design unterstützt.

Das Tool ist sowohl für Layout-Entwickler als auch für PI-Ingenieure ideal und kann genutzt werden für:

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  • Auswahl und Platzierung von Entkopplungskondensatoren,
  • einfache Identifizierung und Behebung von IR-Drop-Problemen im physischen Layout über die automatisierte Cross-Probing-Funktion nach der DC-Analyse,
  • Durchführung einer detaillierten Analyse, Konformität und Bewertung über Zusatzoptionen.

Das Tool ist in die Allegro-PCB- und IC-Package-Design-, Editier- und Routing-Technologien integriert und erlaubt eine umfassende PI-Analyse während und nach dem Layout. Es werden DRC Marker gesetzt, mit denen sich Positionen identifizieren lassen, die eine Layout-Änderung erfordern, um einen zu hohen IR-Drop zu korrigieren.

Im Zuge der Analyse-Einstellungen kann der PI-Ingenieur Pass-/Fail-Kriterien für verschiedene Messungen im Leiterplatten-Design definieren und somit dem Leiterplatten-Entwickler aufzeigen, an welcher Stelle im Stromversorgungsnetz die Probleme liegen. Bild 3 zeigt die Möglichkeiten dieser integrierten IR-Drop-Methode.

Für PI-Ingenieure, die eine AC- und DC-Analyse durchführen müssen, stellt die Allegro Sigrity Power Integrity Solution bewährte Werkzeuge zur Verfügung:

  • Sigrity PowerDC ist eine DC-Signoff-Lösung, die eine elektrisch/thermische Co-Simulation mit hoher Genauigkeit ermöglicht und schnell IR-Drop- und Stromdichte-Hotspots aufzeigen kann. Zudem lassen sich bevorzugte Positionen für die Sense-Leitungen von Spannungsreglermodulen (VRM) automatisch identifizieren.
  • Sigrity OptimizePI erlaubt eine hoch automatisierte AC-Frequenzbereichsanalyse für Leiterplatten und IC-Gehäuse, um Impedanz-Probleme zu erkennen und die Platzierung von EMI-Decaps vorschlagen zu können. Das Tool unterstützt dabei, ein Optimum zwischen Decap-Kosten und -Leistung zu finden, wodurch sich typischerweise Decap-Kosteneinsparungen in Höhe von 15% bis 50% erreichen lassen.
  • Sigrity PowerSI ist eine Signalintegritäts- (SI), PI- und EMI-Lösung für den Design- und Sign-Off-Prozess mit hoher Genauigkeit, hohem Durchsatz, robuster Frequenzbereichs-Simulation und Unterstützung für die S-Parameter-Modellextraktion (zur späteren Verwendung in einer Zeitbereichs-Analyse).
  • Die Sigrity-PowerSI-3DEM-Option schließlich ermöglicht eine 3D-Full-Wave-Analyse und Extraktion des Stromversorgungsnetzwerks.

Diese Tool-Fähigkeiten unterstützen sowohl den PCB-Designer als auch den PI-Ingenieur. Letzterer kann mit dem Allegro PCB Layout Tool auch experimentieren und Lösungen implementieren oder dem Layouter Vorschläge unterbreiten. Der Anwender bleibt dabei in der Allegro-Umgebung und nutzt die Sigrity Tools im Hintergrund. Mit dem richtigen IR-Drop-Analyse-Tool erhalten Leiterplatten-Entwickler also schnell einen genauen Einblick in das Stromversorgungsnetz ihres Designs.

* John Carney ist Staff Application Engineer bei Cadence Design Systems, San Jose/Kalifornien.

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