設(shè)計仿真技術(shù)Cadence PCB介紹

Cadence PCB設(shè)計仿真技術(shù)提供了一個全功能的模擬仿真器，并支持數(shù)字元件幫助解決幾乎所有的設(shè)計挑戰(zhàn)，從高頻系統(tǒng)到低功耗IC設(shè)計，這個強大的仿真引擎可以容易地同各個Cadence PCB原理圖輸入工具結(jié)合，加速了上市時間并控制了運作成本，它交互式，易于使用的圖形用戶界面可提供對設(shè)計過程的完全控制，來自多家廠商的模型支持，內(nèi)置數(shù)學(xué)函數(shù)和行為建模技術(shù)等資源的可用性促成了高效的設(shè)計過程，在仿真器之上建立先進的分析特性，敏感性, 蒙特卡洛, 應(yīng)力分析和帶有多個引擎的優(yōu)化器，改善了設(shè)計性能，成本效益和可靠性。

Cadence PCB設(shè)計仿真技術(shù)可以在以下產(chǎn)品中獲取：
. Cadence allegro. aMS Simulator
. Cadence PSpice. simulation Cadence PSpice仿真
該產(chǎn)品與allegro design entry HdL和Cadence OrCad. Capture緊密集成，同時該仿真技術(shù)也可以在強大的協(xié)同仿真環(huán)境，SLPS，中與MathWorks的MaTLaB Simulink軟件包連接，見圖1。

優(yōu)點

. 改善大型設(shè)計的仿真次數(shù)，可靠性和收斂
. 通過整合的模擬和事件驅(qū)動的數(shù)字仿真既提高了速度，又無需犧牲準確性
. 利用基本直流，交流，噪聲和瞬態(tài)分析來探測電路行為
. 允許使用SLPS進行實際電氣設(shè)計的系統(tǒng)級接口的測試
. 超過20，000個模擬和混合信號模型庫供選擇
. 允許模擬和數(shù)字信號的自動識別，并應(yīng)用到模擬到數(shù)字和數(shù)字到模擬接口
. 在付諸硬件實施之前使用假設(shè)的理念來CADENCE

PCB設(shè)計仿真

混合模擬/數(shù)字仿真

集成的模擬和事件驅(qū)動數(shù)字仿真提高了速度而無需犧牲精確性，單獨的圖形化波形分析器在同一時間軸上顯示混合模擬和數(shù)字仿真的結(jié)果，數(shù)字功能支持5種邏輯電平和64種強度，由負載而定的延遲，以及hazard/race檢查， allegro aMS Simulator 和PSpice仿真還具有針對數(shù)字門和約束檢查，如setup和hold時序的傳播建模特性，

模擬分析

使用直流，交流，噪聲，瞬態(tài)，參數(shù)掃描，蒙特卡洛和直流敏感性分析探測電路行為，allegro aMS Simulator和PSpice技術(shù)包含若干交互仿真控制器和兩個仿真解算器。

圖形結(jié)果和數(shù)據(jù)顯示

Probe Windows允許用戶從擴展的一組數(shù)學(xué)函數(shù)中進行選擇，用于仿真輸出變量， 通過在原理圖內(nèi)直接將標記放置在所希望的管腳，網(wǎng)絡(luò)，和零件上，設(shè)計師可以創(chuàng)建繪圖窗口模板并用它們?nèi)菀椎剡M行復(fù)雜的量測， 使用內(nèi)置的量測函數(shù)和定制量測的創(chuàng)建， 該工具還可以幫用戶測量電路的性能特征，為顯示數(shù)據(jù)，附加的功能允許進行電路電壓，電流和功耗的實際和復(fù)雜函數(shù)繪圖，包括用于幅值和相位裕度的Bodé圖及用于小信號特征的導(dǎo)數(shù)，見圖2。

尋求設(shè)計的關(guān)系

. 使用優(yōu)化器優(yōu)化電路性能
. 使用數(shù)學(xué)表達式，函數(shù)和行為器件替代和仿真復(fù)雜電路的功能模塊，
. 使用應(yīng)力分析并通過使用蒙特卡洛分析觀察組件成品率，確定哪個組件受載過大，

特性

Cadence的PCB設(shè)計仿真技術(shù)與Cadence的從前端到后端PCB設(shè)計流程無縫集成，使用于仿真和PCB設(shè)計的單獨，統(tǒng)一的設(shè)計環(huán)境的實現(xiàn)成為可能。

設(shè)計輸入和編輯

使用Cadence原理圖設(shè)計輸入技術(shù)，可從超過18,000個符號和模型的庫中選擇以進行設(shè)計仿真，它提供許多特性，使得原理圖輸入和模擬仿真設(shè)計變得容易，這兩項集成都包括一鍵仿真和交叉探測和許多其他的仿真工具。

激勵創(chuàng)建

使用可參數(shù)化描述的內(nèi)置函數(shù)或用鼠標手繪分段線性，PWL，信號來創(chuàng)建任意形狀的激勵，為信號，時鐘和總線創(chuàng)建數(shù)字激勵，單擊并拖動以引入和移動轉(zhuǎn)換。

電路仿真

用戶可以很容易地建立和運行仿真，然后從Probe交叉探測仿真結(jié)果，Probe是一個業(yè)界標準的波形觀察器，對多種仿真profile的支持使用戶可以在同一原理圖上調(diào)用并運行不同的仿真，仿真偏置結(jié)果可以在原理圖上直接進行觀察，包括節(jié)點電壓，器件功率計算，管腳和支路電流，對檢查點重啟的支持，允許設(shè)計師在同一電路以很少的改變進行多次仿真時，減少仿真的次數(shù)。

MOdeLS模型

內(nèi)含大量不同的精確內(nèi)部模型，它通常有溫度效應(yīng)，為仿真添加了靈活性，模型有R，L，C和二極管，以及，
. 內(nèi)置IGBT
. 七種MOSFeT模型，包括業(yè)界標準的BSIM3v3.2和新的eKV 2.6模型
. 五種GaasFeT模型，包括Parker-Skellern 和 TriQuint TOM-2，TOM-3模型
. 非線性 磁性模型，具備飽和與磁滯現(xiàn)象
. 整合了延遲，反射，損失，散射和串擾的傳輸線性模型. 數(shù)字原件，包括帶有模擬I/O模型的雙向

傳輸門

. 兩種電池模型，允許對放電周期和運行條件進行精確仿真器件方程開發(fā)包，dedK，允許新的內(nèi)部模型方程的實現(xiàn)，這些方程可以同allegro aMS Simulator和PSpice仿真一起使用。

模型庫

用戶可以從北美，日本，歐洲生產(chǎn)的超過18，000種模擬和混合信號器件模型， 及超過4，500種BJT，JFeT，MOSFeT， IGBT，SCR，磁芯和螺線管，功率二極管和橋接器，運算放大器，光電耦合器，調(diào)節(jié)器， PWM控制器，乘法器，定時器和采樣保持器等參數(shù)化的模型中進行選擇。

模型編輯

可以很容易地抽取所支持器件類型的模型，只需輸入器件技術(shù)資料中要求的數(shù)據(jù)。

行為建模

功能模塊使用數(shù)學(xué)表達式和函數(shù)進行描述，允許設(shè)計師充分利用一整套數(shù)學(xué)運算器，非線性函數(shù)和濾波器，電路行為可以在時域或頻域使用公式，包括拉普拉斯變換，或查找表進行定義，錯誤和警告信息可以在不同條件下進行指定，用戶可以容易地選擇在一個層級中已被傳遞到子電路的參數(shù)，并將它們插入傳遞函數(shù)中，新的行為功能包括in(x)， exp(x)，sqrt(x)等數(shù)學(xué)函數(shù)。

磁性零件編輯

磁性零件編輯器可以幫助設(shè)計師解決手工設(shè)計變壓器時遇到的問題，用戶可以設(shè)計磁性變壓器和直流電感，并為可用于allegro aMS仿真器電路的變壓器和電感生成仿真模型，磁性零件編輯器還允許設(shè)計師生成制造變壓器或感應(yīng)器所需的數(shù)據(jù)， 設(shè)計過程完成后由Magdesigner生成的制造商報告，包含了廠商生產(chǎn)商用變壓器所需的全部數(shù)據(jù)。

加密

加密特性允許使用56位deS算法對模型進行加密。

SLPS

Cadence仿真技術(shù)和MathWorks的MaTLaB Simulink軟件包將兩個業(yè)界領(lǐng)先的仿真工具集成在一個強大的協(xié)同仿真環(huán)境，SLPS，Simulink是一個用于多域仿真和基于模型的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計平，SLPS集成允許設(shè)計師完成包含真實組件實際電氣模型的系統(tǒng)級仿真，設(shè)計和集成問題可以在設(shè)計過程更早的時期發(fā)現(xiàn)，減少了電路設(shè)計所需的原型數(shù)量，SLPS集成還可使機電系統(tǒng)，如控制模塊，傳感器及電源轉(zhuǎn)換器，的設(shè)計師完成集成系統(tǒng)和電路仿真，見圖3。

檢查點重啟

該特性允許設(shè)計師在不同時間點保存仿真狀態(tài)，然后從任意仿真狀態(tài)重新啟動仿真，從而節(jié)約了時間，在從前面記錄過的時間狀態(tài)重啟仿真之前，設(shè)計師可以修改仿真設(shè)置和設(shè)計參數(shù)。

自動收斂選項

該選項使仿真器自動改變收斂的容差限制，以完成設(shè)計收斂，設(shè)計師可以使用該選項獲得收斂，然后通過進一步修改仿真器選項對仿真進行微調(diào)，對于電源電子設(shè)計，推薦該選項。

高級分析功能

使用高級的分析功能，設(shè)計師可以自動地優(yōu)化電路性能，敏感性分析，優(yōu)化， Smoke，應(yīng)力分析，和蒙特卡洛，成品率分析，這四項重要功能，使工程師們可以創(chuàng)建設(shè)計的虛擬原型并自動優(yōu)化電路性能，可以同時處理多個仿真profile間的測量。

敏感性

通過檢查各組件本身及與其他組件相比時組件對電路行為的影響，敏感性選項可以識別哪些組件參數(shù)對完成電路性能的目標是關(guān)鍵的，它允許設(shè)計師識別敏感性組件并將它們導(dǎo)出至優(yōu)化器，以微調(diào)電路行為。

優(yōu)化器

優(yōu)化器可以分析模擬電路和系統(tǒng)，比反復(fù)迭代測試更快地對設(shè)計進行微調(diào)，它有助于發(fā)現(xiàn)最佳組件值以滿足性能目標和約束，設(shè)計師可以使用優(yōu)化器來提升設(shè)計性能，為滿足新的規(guī)范更新設(shè)計，為自頂向下設(shè)計和模型生成優(yōu)化行為模型，并調(diào)整電路以滿足量測或曲線形式的已知結(jié)果， 該優(yōu)化器包括四個引擎，最小二乘二次方，LSQ，引擎，修正的LSQ引擎，隨機引擎和離散引擎。

SMOKe

Smoke選項可以對電能耗散，連接點溫度增加，二次崩潰，或電壓/電流限制違例引起受壓的部件做出預(yù)警，經(jīng)過一定時間， 這些部件可能導(dǎo)致電路失敗，設(shè)計師可以用Smoke將電路仿真結(jié)果和部件的安全運行限制進行對比，如果超過限制，Smoke 就可以識別問題參數(shù)，使用Smoke分析還可用于創(chuàng)建，修改和配置供使用的decrate 文件，見圖4。

蒙特卡洛

當零件值在它們的容許范圍內(nèi)變化時，蒙特卡洛可以在統(tǒng)計上預(yù)測電路的行為，蒙特卡洛還可以計算成品率，這可以用于大規(guī)模制造的預(yù)測，使用蒙特卡洛可用于根據(jù)規(guī)格計算成品率，計算統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以概率密度直方圖的形式顯示結(jié)果，以及以累計分布圖形式顯示結(jié)果。

參數(shù)化掃描器

電路一經(jīng)創(chuàng)建和仿真，參數(shù)化掃描器即被用于掃描多種參數(shù)，任意數(shù)量的設(shè)計和模型參數(shù)，的任意組合，都可以進行掃描， 結(jié)果以表格或圖的形式進行查看 ，設(shè)計師可使用參數(shù)化掃描器掃描器件/模型參數(shù)， 以電子表格形式顯示掃描結(jié)果，在探測界面分配量測結(jié)果，及評估分析之后的結(jié)果。