仿真软件实操比较

说到SI信号完整性，很多人的第一反映就是仿真，很多人的第一问就是：你们用什么仿真软件？搁以前，我还试着解释一下，现在就直接不说了，试着去做一些事情，做总比说管用。话不多说，直接上这篇文字的总结图，如下：

1、仿真软件实操比较

本例以Cadence的Sigrity、ADS的SIpro&Ansys的SIwave三款软件来进行信号线的参数提取。

01 导入设计文档

从三者导入文档的便捷度来看，Sigrity直接导入无障碍。SIwave需要设计文档的格式转换，DXF导出导入会报错。遇到过的问题，如果设计版图文档较大，SIwave&ADS导入会有概率性报错。

02 叠层和板材信息设置

叠层部分的设置，无外乎增减层数，铜箔粗糙度，以及板材相关信息的选择，三个软件在这部分都差不多。区别在于对信号线的一些设置，Sigrity的相关设置比较简单，SIwave有专门的蚀刻线形状的设置。

当然，就叠层的设置部分，SIwave看起来B格很高

03 仿真信号线选择设置

从这部分开始，ADS需要SIpro插件进入。

记得第一次看这种实物型模型，感觉很喜欢。

选择仿真的信号线，Sigrity相对简单，因为如界面所示，GND的部分直接可以选择。而SIpro&SIwave需要单独选择，但是仿真端口（Port）的设置上，SIpro相对简单。Sigrity&SIwave这边都是手动生成的，点来点去比较麻烦。SIwave和Sigrity的自定义Port操作方式大体相同。其实Sigrity也有自动生成的模式。

04 模型选择设置部分

模型赋予，这边是提取DQ数据信号，就没有对模型进行赋予。三家都有自带的原件库，直接调用即可。这边没有使用模型，也怕三家的模型不一样，对仿真结果产生影响。

05 仿真参数设置部分

SIpro 的Option 部分，是对设计版图的Mesh部分进行设置。这和SIwave 中Other solver options ……里面的设置部分，思路相同。在这部分的设置中，Sigrity看似没有。实际上，Sigrity在Tools的通用设置中，可以在仿真前就可以进行相关设置。

最后，就是点仿真，出结果，看曲线……整个参数提取的流程主要就是上面的5个步骤。

2、仿真软件介绍

从我从事SI工作开始，听过的仿真软件有：Hyperlynx、CST、Sigrity、ADS、SIwave以及HFSS。

Hyperlynx、CST、HFSS听过没用过。只知道CST射频用的比较多，HFSS号称业界标杆。

讲讲Sigrity吧。它是由Cadence推出，也是本人所学的第一款软件。Sigrity上手操作简单，只要把左侧的操作步骤，一个一个按顺序进行设置，然后点击仿真就行了。简单粗暴易执行，很适合新手上路。Sigrity有很多功能组件，比如PowerSI、PowerDC、OptimizePI、Speed2000等等，这些都是常用部分。当然，最近半导体比较火，也在研究里面XtractIM功能组件。想来第一份工作就是半导体，兜兜转转，还得补以前留下的坑。

电源部分着力推荐，电源树好像是第一家提出的（个人印象），后ADS&Ansys跟进导入这种模块。后面有机会出点关于这款软件的视频吧。

关于ADS，之前只知道安捷伦和泰克，高速信号测试使用的示波器一般出自这两家。后来安捷伦又改成是德，然后才用的ADS。ADS之前深耕于射频领域，后期才进入高速设计这一块。在实际应用中，针对高速Serdes链路这一块，ADS用起来很方便。

相对于Sigrity&ADS的链路搭建，SIwave的精度更好一点，仿真速度也还行。这种精度的追求，让其操作上比较麻烦，可配置的参数很多，操作上不友好，就个人来讲，开惯了自动车，上了手动挡，很不习惯。之前也用过一段时间，后弃之，现在又得操作起来了。

算法部分

对于仿真软件，之前只知道2D、2.5D、3D的分类和区别。写这篇文字的时候，突然对内里的算法很感兴趣。了解了一下，想来我们只是一个使用者，倒是这些推动了算法进步的人，更值得尊敬。算法太过高深，种类也比较多，节选三种常用的。

矩量法（MoM）、时域有限差分（FDTD）法、有限元法（FEM）……

MoM将导体分成小尺寸单元，通过计算所有导体单元上的电流（常数），得到所有导体电流单元总体产生的电磁场；

FDTD将仿真对象对应的空间区域分割成小尺寸的体积元，假设各体积元内的场为常数。通常使用脉冲作为激励函数，模型可得到宽带响应；

FEM将空气和其他所有材质分割成小尺寸单元，假设每个单元内部的场为常数，使用变分技术求解麦克斯韦方程组；

ADS以矩量法（MOM）为主，当然在某些方面就会融入其他的算法，以达到互补。SIwave就是有限元法和矩量混合算法。以精准度著称的HFSS就是融合了有限元算法，IE算法，PO高频算法等。所以，现有的仿真软件也是各种融合，取人之长补己之短。

3、工作应用

关于软件在实际工作中的应用，总结起来就两句：

前仿真：会针对有风险的链路进行前仿，进行风险管控。

后仿真：针对客户需求，提供相关的仿真报告。

审核编辑：刘清