0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何实现高速连接器信号完整性分析?

Xpeedic 来源:Xpeedic 2023-01-29 15:26 次阅读

前言

随着5GAI云计算、数据中心以及高性能计算等技术的兴起,互连系统中数据传输带宽逐渐增加,连接器作为整个互连系统的关键器件,对提高互连系统传输带宽至关重要,也是整个系统的传输瓶颈。对高速连接器实现3D建模与分析,提取S参数,准确分析其插入损耗、回波损耗、串扰等信号完整性性能,可有效提高连接器的传输性能,从而提升整个互连系统的传输能力。

本文主要使用芯和半导体Hermes平台演绎了“怎样对高速连接器与PCB进行3D建模和电磁分析,优化其信号完整性,从而提升高速连接器的传输能力。

Hermes平台简介

芯和半导体的Hermes平台中集成有Layered、3D与X3D三大流程,分别应用于不同的业务场景:

Layered流程主要针对各类封装、PCB和封装+PCB协同仿真流程,支持导入多种格式的Layout设计文件,包括Cadence的.mcm/.sip/.brd、ODB++以及GDS文件,同时提供了Lead Frame流程,可导入DXF文件进行建模;

3D流程主要针对纯3D结构建模与仿真,支持导入SAT/STP格式文件进行建模仿真,支持SAT/STP文件与Layout设计文件协同建模与仿真,支持用户自定义3D模型进行建模仿真;

X3D流程主要用于抽取3D模型的RLGC寄生参数。

Hermes 3D模块 高速连接器与PCB协同建模 仿真流程介绍

1.连接器SAT模型与PCB模型导入

本次应用案例主要使用Hermes 3D流程创建QSFP28连接器与PCB的联合模型进行电磁仿真,抽取S参数来分析连接器性能。 首先,在菜单栏选中Project->3D,创建Hermes 3D工程,如图1。

68b93f08-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 1 创建Hermes 3D流程

接着,在菜单栏选中Model->SAT,如图2,选中SAT文件,导入QSFP28连接器模型,在图3中进行SAT文件配置。

68dc704a-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 2 导入SAT文件

68fdc3d0-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 3 SAT配置界面

如下①~⑥条是对SAT配置界面进行说明: ①导入预览界面可以在左侧视图中旋转查看; ②Part列是识别到的所有结构体的名称; ③Material列是根据结构的所属材料进行显示,后续导入结构会按照此材料类型进行分类显示; ④Model列可以控制导入的模型,不勾选即不导入,重复点击model,可以控制所有结构勾选或不勾选的状态; ⑤Visibility列控制左侧界面中单个结构体的显隐; ⑥点击OK,完成此次模型导入。 接下来,导入PCB模型,在Project Manager窗口选中连接器模型,右键点击Attach加载PCB模型,如图4,PCB模型在Hermes Layerd流程处理之后导出成SAT模型,此处导入的SAT模型与上述导入的流程一致,此处不在赘述。

692fa904-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 4 加载PCB模型

2.几何图形的材料设置

连接器与PCB模型导入之后,显示如图5,选中具体几何图形设置材料,如图6。

695516b2-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 5 连接器模型与PCB模型导入

69b073b8-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 6 模型材料设置

3. 连接器与PCB模型装配

在Hermes 3D模块中可以使用Move功能将连接器模型与PCB模型进行移动和装配,实现连接器与PCB的联合建模,如图7。

69d6b898-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 7 连接器与PCB模型装配

4. 边界条件及端口设置

Hermes 3D流程中支持辐射边界条件、PEC边界条件、RLC边界条件和PML边界条件等多种边界条件。此案例中,使用辐射边界条件,在Project Manager窗口右键点击Boundary->Add Airbox来添加辐射边界,如图8。

6a3560e6-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 8 添加辐射边界条件

在Hermes 3D中支持多种端口类型,如图9,用户可以自定义各种类型的端口。

6a67c022-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 9 端口类型

5. 求解条件设置

设置求解条件,如图10,Hermes具备Adaptive和Balance两种网格剖分策略:

Adaptive模式会根据计算的实际需要动态改变计算区域内的网格结构,在电磁场变化剧烈的计算区域,采用空间尺度较小的精细网格予以计算,在电磁场变化缓慢的区域,采用空间尺度较大的粗网格来计算,从而提高计算精度和计算效率。

Balance模式不参与求解器迭代,求解效率较高,适用于设计前期或者大尺模型计算求解。

勾选“Auto MPI”,求解器会自动调用MPI模块加速求解器计算效率。

6a9c6124-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 10 求解条件

6.查看仿真结果

仿真完成以后,在ProjectManager窗口点击Results,查看网格与S参数,如图11。

6acd7944-9724-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 11 查看网格及S参数

总结

本文主要介绍了如何在Hermes平台中导入连接器的SAT模型与PCB完成联合建模,如何快捷编辑材料、边界条件、端口等属性,再利用Hermes的自适应网格剖分技术与有限元算法实现连接器与PCB的协同EM仿真,提取S参数,最终实现分析与优化连接器的信号完整性,提升连接器的传输速率。

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • pcb
    pcb
    +关注

    关注

    4316

    文章

    22988

    浏览量

    396128
  • 连接器
    +关注

    关注

    98

    文章

    14292

    浏览量

    136120
  • 信号完整性
    +关注

    关注

    68

    文章

    1397

    浏览量

    95376
  • 高速连接器
    +关注

    关注

    3

    文章

    22

    浏览量

    12060
  • HERMES
    +关注

    关注

    0

    文章

    5

    浏览量

    6604

原文标题:【应用案例】如何实现“高速连接器信号完整性分析”?

文章出处:【微信号:Xpeedic,微信公众号:Xpeedic】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    高速信号的电源完整性分析

    高速信号的电源完整性分析在电路设计中,设计好一个高质量的高速PCB板,应该从信号
    发表于 08-02 22:18

    什么是电源和信号完整性

    首先我们定义下什么是电源和信号完整性信号完整性 信号完整性(SI)
    发表于 12-30 06:33

    高速电路信号完整性分析之应用篇

    高速电路信号完整性分析之应用篇
    发表于 05-28 01:00 0次下载

    高速电路的信号完整性分析

    摘要! 介绍了高速+,& 设计中的信号完整性概念以及破坏信号完整性的原因!从理论和计算的层面上分析
    发表于 10-15 08:15 0次下载

    高速电路信号完整性分析与设计二

    2.1 基本电磁理论 本书主要讨论高速数字电路中信号完整性分析高速电路设计的基本方法,而信号
    发表于 05-25 16:26 102次下载
    <b class='flag-5'>高速</b>电路<b class='flag-5'>信号</b><b class='flag-5'>完整性</b><b class='flag-5'>分析</b>与设计二

    高速电路信号完整性分析与设计—高速信号完整性的基本理论

    2.1 基本电磁理论 本书主要讨论高速数字电路中信号完整性分析高速电路设计的基本方法,而信号
    发表于 05-25 16:21 1732次阅读

    电源和信号完整性分析与测试

    首先我们定义下什么是电源和信号完整性信号完整性 信号完整性(SI)
    发表于 01-07 15:34 24次下载
    电源和<b class='flag-5'>信号</b><b class='flag-5'>完整性</b>的<b class='flag-5'>分析</b>与测试

    高速电路信号完整性分析与设计—信号完整性仿真

    高速电路信号完整性分析与设计—信号完整性仿真
    发表于 02-10 17:29 0次下载

    高速电路信号完整性分析与设计—PCB设计1

    高速电路信号完整性分析与设计—PCB设计1
    发表于 02-10 17:31 0次下载

    高速电路信号完整性分析与设计—PCB设计2

    高速电路信号完整性分析与设计—PCB设计2
    发表于 02-10 17:34 0次下载

    浅谈电路板PCB连接器信号速率和完整性设计挑战

    随着PCB连接器高速信号速率和完整性的综合技术被提升到一个新的水平,铜材料将达到其极限。然而,连接器公司正通过一系列创新的
    的头像 发表于 11-09 15:04 2542次阅读

    如何实现高速连接器信号完整性分析

    3D建模与分析,提取S参数,准确分析其插入损耗、回波损耗、串扰等信号完整性性能,可有效提高连接器的传输性能,从而提升整个互连系统的传输能力。
    的头像 发表于 05-29 14:10 783次阅读
    如何<b class='flag-5'>实现</b><b class='flag-5'>高速</b><b class='flag-5'>连接器</b><b class='flag-5'>信号</b><b class='flag-5'>完整性</b><b class='flag-5'>分析</b>?

    如何实现高速连接器信号完整性分析

    随着现代电子产品的快速发展,高速连接器LM393越来越广泛地应用于各种领域。高速连接器信号完整性
    的头像 发表于 06-04 14:30 1654次阅读

    高速PCB信号完整性分析及应用

    电子发烧友网站提供《高速PCB信号完整性分析及应用.pdf》资料免费下载
    发表于 09-21 14:14 1次下载

    高速PCB信号完整性设计与分析

    高速PCB信号完整性设计与分析
    发表于 09-21 11:51 0次下载