五款信号完整性仿真工具介绍

信号完整性常用的三种测试方法信号完整性是指在传输过程中信号能够保持原始形态和准确性的程度。

在现代高速通信和数字系统中，信号完整性测试是非常重要的工作，它能够帮助工程师评估信号的稳定性、确定系统的极限速率并发现信号失真的原因。

下面将介绍三种常用的信号完整性测试方法。

一、时域方法时域方法是信号完整性测试中最常见和最直观的方法之一、它通过观察信号在时间轴上的波形变化来评估信号的完整性。

时域方法可以检测和分析许多类型的信号失真，如峰值抖动、时钟漂移、时钟分布、幅度失真等。

时域方法的测试设备通常包括示波器和时域反射仪。

示波器可以显示信号的波形和振幅，通过观察波形的形状和幅度变化来判断信号完整性。

时域反射仪可以测量信号在传输线上的反射程度，从而评估传输线的特性阻抗和匹配度。

二、频域方法频域方法是另一种常用的信号完整性测试方法。

它通过将信号转换为频域表示，分析信号的频谱分布和频率响应来评估信号完整性。

频域方法可以检测和分析信号的频谱泄漏、频谱扩展、频率失真等。

频域方法的测试设备通常包括频谱分析仪和网络分析仪。

频谱分析仪可以显示信号的频谱图和功率谱密度，通过观察频谱的形状和峰值来评估信号完整性。

网络分析仪可以测量信号在不同频率下的响应和传输损耗，从而评估传输线的频率响应和衰减特性。

三、眼图方法眼图方法是一种特殊的信号完整性测试方法，它通过综合时域和频域信息来评估信号的完整性。

眼图是一种二维显示，用于观察信号在传输过程中的失真情况。

眼图可以提供信号的时钟抖动、峰值抖动、眼宽、眼深、眼高等指标。

眼图方法的测试设备通常包括高速数字示波器和信号发生器。

高速数字示波器可以捕捉信号的多个周期，并将其叠加在一起形成眼图。

通过观察眼图的形状和特征，工程师可以评估信号的稳定性和传输质量。

总结起来，时域方法、频域方法和眼图方法是常用的信号完整性测试方法。

它们各自具有独特的优势和适用范围，可以互相协作来全面评估信号的完整性。

在实际应用中，根据具体需求和测试对象的特点，选择合适的测试方法是非常重要的。

SI 五款信号完整性仿真工具介绍（一）Ansoft公司的仿真工具现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。

高速PCB 设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。

目前，An soft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB 设计的信号完整性问题进行动态仿真。

Ansoft 的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题：Slwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。

该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。

该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。

它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。

仿真结果采用先进的3D 图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿（二）SPECCTRAQuestCade nee的工具采用Sun的电源层分析模块:Cade nee Design System 的SpeeetraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI 。

该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。

有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。

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各大仿真软件介绍（包括算法，原理）各大仿真软件介绍（包括算法，原理）声明:以下全来自于网络随着无线和有线设计向更高频率的发展和电路复杂性的增加，对于高频电磁场的仿真，由于忽略了高阶传播模式而引起仿真的误差。

另外，传统模式等效电路分析方法的限制，与频率相关电容、电感元件等效模型而引起的误差。

例如，在分析微带线时，许多易于出错的无源模式是由于微带线或带状线的交叉、阶梯、弯曲、开路、缝隙等等，在这种情况下是多模传输。

为此，通常采用全波电磁仿真技术去分析电路结构，通过电路仿真得到准确的非连续模式S 参数。

这些EDA 仿真软件与电磁场的数值解法密切相关的，不同的仿真软件是根据不同的数值分析方法来进行仿真的。

通常，数值解法分为显示和隐示算法，隐示算法（包括所有的频域方法）随着问题的增加，表现出强烈的非线性。

显示算法（例如 FDTD、 FIT 方法在处理问题时表现出合理的存储容量和时间。

本文根据电磁仿真工具所采用的数值解法进行分类，对常用的微波 EDA 仿真软件进行论述。

2．基于矩量法仿真的微波EDA 仿真软件基于矩量法仿真的EDA 软件主要包括ADS （Advanced Design System）、Sonnet 电磁仿真软件、IE3D 和Microwave office。

2.1 ADS 仿真软件Agilent ADS(Advanced Design System)软件是在 HP EESOF 系列 EDA 软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件，是美国安捷伦公司开发的大型综合设计软件，是为系统和电路工程师提供的可开发各种形式的射频设计，对于通信和航天／防御的应用，从最简单到最复杂，从离散射频／微波模块到集成 MMIC。

Cadence工具简介1，逻辑设计与验证工具* 逻辑仿真工具: Cadence NC-Verilog, Verilog-XL, NCSim,Simvision Waveform Viewer* 综合工具: Cadence BuildGates* 形式验证工具: VerplexLEC2．综合布局布线工具SoC Encounter—可应用于如90nm及其以下的SOC设计；△ SE-PKS—可应用于如复杂时序收敛的IC设计；△ Fire & Ice QX and SignalStorm—可应用于3维电阻电容参数提取及延时计算；△ VoltageStorm—可应用于功耗分析；△ CeltIC—可应用于信号完整性分析。

3 system level design工具综合（Hardware Design System 2000）算法验证（SPW）△ 结构设计工具(SystemC-based simulators, CoWare, etc)△ 硬件/软件混合设计工具(Verification Platform, Seamless, etc)△ 模拟/混合信号工具(AMS, Agilent ADS, etc)4，CIC(layout & custom layout) 全定制集成电路布局设计工具△ Virtuoso Layout Editor△ Assura (Layout verification)5，AMS (analog mixed signal, RF analysis and design)模拟集成电路设计工具。

AnalogDesignEnvironment。

MixedSignal Design Environment。

Analog Modeling with Verilog-A。

Spectre Circuit Simulator6，HS-PSD(high speed PCB system design) 高速系统和板极设计工具o Concept HDL Front-to-Back Design Flow –原理图输入工具o PCB Librarian –器件建库工具o Allegro PCB Layout System – PCB板布局布线工具o Specctra AutoRoute Basics –基本自动布线器o Advanced Specctra Autorouting Techniques –高级自动布线器o SpecctraQuest Foundations –信号完整性仿真工具o Advanced SpecctraQuest Techniques –高级信号仿真工具*VerilogHDL 仿真工具 Verilog-XL*电路设计工具 Composer电路模拟工具 Analog Artist*版图设计工具 Virtuoso Layout Editor版图验证工具 Dracula 和 Diva*自动布局布线工具 Preview 和 Silicon Ensembleform:Mr Bond coms-chip expert设计任务 EDA工具功能仿真和测试 a. Cadence, NC_simb. Mentor ModelSim (调试性能比较突出)c. Synopsys VCS/VSSd. Novas Debussy (仅用于调试)逻辑综合 a. Synopsys, DCb. Cadence, BuildGatesc. Mentor, LeonardoDFT a. Mentor, DFTAdvisorb. Mentor, Fastscanc. Mentor, TestKompressd. Mentor, DFTInsighte. Mentor, MBISTArchitectf. Mentor, LBISTArchitectg. Mentor, BSDArchitecth. Mentor, Flextesti. Synopsys, DFT Complierj. Synopsys, Tetra MAXk. Synopsys, BSD Complier布局,时钟树综合和自动布线a. Cadence, Design Plannerb. Cadence, CT-Genc. Cadence, PKSd. Cadence, Silicon Ensemblee. Synopsys, Chip Architectf. Synopsys, Floorplan Managerg. Synopsys, Physical Complier & Apolloh. Synopsys, FlexRoute网表提取及RC参数提取物理验证a. Mentor, xCalibreb. Cadence, Assure RCXc. Synopsys, Star-RCXTd. Mentor, Calibree. Synopsys, Herculef. Cadence, Assure延时计算与静态时序分析a. Synopsys, Prime Timeb. Cadence, Pearlc. Mentor, SST Velocity形式验证 a. Mentor, FormalProb. Synopsys, Formalityc. Cadence, FormalCheck功能优化与分析 a. Synopsys, Power Compilerb. Synopsys, PowerMill-ACEHDLQA a. TransEDA, Verification Navigatorb. Synopsys, LEDAFPGA开发 a. Mentor, FPGAdvantageb. XILINX, ISEc. Altera, QuartusIISoC开发 a. Mentor, Seamless CVEb. Cadence, SPWc. Synopsys, Co-Centric版图设计工具 a. Cadence, Virtuosob. Mentor, IC-Stationc. 思源科技, Laker电路级仿真 a. Mentor, ELDOb. Mentor, ADMSc. Cadence, Spectre, Spectre RFd. Cadence, AMSe. Synopsys, Star-Hspice以下只是个人和本公司的评价，不一定十分全面，仅供参考。

各种电路仿真软件的分析与比较电路仿真软件是电子工程师和电路设计师的常用工具，它们可以帮助用户设计、分析和优化各种类型的电路。

市场上有许多不同的电路仿真软件可供选择，下面将对其中一些软件进行分析与比较。

1. MultisimMultisim是一款由National Instruments公司开发的强大的电路仿真工具。

它提供了图形化界面，使用户可以通过拖拽和连接电子元件来快速构建电路。

Multisim支持不同级别的仿真，包括直流、交流和时域仿真。

它还提供了电路布局、布线和生成BOM（Bill of Materials）的功能。

2. LTspiceLTspice是一款免费的电路仿真软件，由Linear Technology公司开发。

它以其快速、准确和稳定的仿真引擎而闻名。

LTspice支持电路的直流、交流和傅里叶分析。

它还提供可视化和波形分析工具来帮助用户分析电路性能。

LTspice提供了在线支持论坛，用户可以在这里获取技术支持和交流经验。

3.PSPICEPSPICE是一款由Cadence Design Systems开发的强大的电路仿真软件。

它提供了图形化界面，支持电路的直流、交流和时域仿真。

PSPICE 还具有傅里叶分析和混合信号仿真的能力。

它也支持从其他设计工具导入电路设计，并与Cadence的其他工具无缝集成。

4.TINATINA是一种经济实用的电路仿真和PCB设计软件，由DesignSoft公司开发。

TINA提供了丰富的电子元件库，用户可以通过简单的拖拽和连接来构建电路。

它支持直流、交流和时域仿真，并提供了实时波形分析和数字示波器的功能。

TINA还具有电路优化和布线功能，使其成为一种功能强大的工具。

5.OrCADOrCAD是由Cadence Design Systems开发的全面的电路设计和仿真解决方案。

它提供了图形化界面，支持直流、交流和时域仿真。

OrCAD还支持创建分析报告、自动布线和PCB设计的功能。

五款信号完整性仿真分析工具1. HyperLynx Signal Integrity (SI) - HyperLynx SI是一款强大的信号完整性仿真工具，可用于设计和分析高速电路板中的信号完整性问题。

它可以对电路板进行仿真，包括信号传输、阻抗匹配、信号的波形、抖动、时钟信号和纹波等方面的分析。

HyperLynx SI还具有强大的分析和优化功能，可以帮助用户更好地理解和解决信号完整性问题。

2. Cadence Sigrity PowerSI - Cadence Sigrity PowerSI是一款专注于高速电路板的信号完整性仿真分析工具。

它可以对电路板中的电源和接地网络进行建模和仿真，以帮助设计人员识别和解决电源噪声和接地回路问题。

PowerSI还可以对信号传输线进行建模和仿真，以分析信号的波形、纹波和抖动等方面的问题。

3. Keysight Advanced Design System (ADS) - ADS是一套综合性的电子设计自动化(EDA)工具，其中包含了强大的信号完整性仿真分析功能。

ADS可以对高速电路板进行信号传输线建模和仿真分析，包括传输线的传输特性、阻抗匹配、波形纹波和互连信号完整性等方面。

它还提供了多种信号完整性分析工具，帮助用户进行电路设计和优化。

4. Ansys SIwave - Ansys SIwave是一款专注于电路板和芯片封装的信号完整性仿真工具。

它可以对高速信号传输线进行建模和仿真，包括分析信号的波形、纹波、抖动和互连信号完整性等方面的问题。

SIwave 还具备电源和地线分析功能，以帮助设计人员解决电源噪声和接地回路问题。

5. Mentor Graphics HyperLynx DRC - HyperLynx DRC是一款专注于检测和解决高速电路板信号完整性问题的仿真工具。

它可以对电路板进行布线规则检查，并自动识别和修复可能引起信号完整性问题的布线错误。

HyperLynx DRC还可以进行交叉耦合分析、时钟分析和时域电压纹波分析等方面的仿真。

计算机硬件设计中的信号完整性仿真与分析在计算机硬件设计中，信号完整性仿真与分析起着至关重要的作用。

随着通信速度和数据量的不断增加，设计师需要更加准确地评估信号传输的可靠性，以确保系统的性能和稳定性。

本文将介绍计算机硬件设计中的信号完整性仿真与分析的重要性，并探讨一些常用的方法和工具。

一、引言在计算机硬件设计中，信号完整性是指在信号传输过程中保持信号波形的准确性和稳定性。

由于信号传输路径中存在各种干扰和失真因素，如信号反射、串扰、时序偏差等，这些因素可能导致信号波形的失真，进而影响系统的功能和性能。

因此，设计师需要进行信号完整性仿真与分析，以评估系统中信号的稳定性并优化设计。

二、信号完整性仿真与分析的重要性1. 确保系统的稳定性和可靠性：通过信号完整性仿真与分析，设计师可以在设计阶段发现和解决潜在的信号完整性问题，以确保系统在实际应用中的稳定性和可靠性。

2. 避免信号失真和性能下降：信号的失真可能导致数据传输错误、时序偏差和性能下降等问题。

通过仿真与分析，设计者可以识别和解决导致信号失真的因素，并优化设计以提高系统的性能。

3. 降低开发成本和时间：通过在设计阶段进行仿真与分析，设计者可以在物理样品制造之前发现和解决问题，从而减少重复设计和制造的成本，并缩短开发周期。

三、信号完整性仿真与分析的方法1. 时域仿真：时域仿真是一种常用的仿真方法，通过模拟信号在时间轴上的波形变化来评估信号的传输特性。

设计师可以使用时域仿真工具，如SPICE、HSPICE等，来模拟和分析信号波形的波速、上升时间、下降时间等参数。

2. 频域仿真：频域仿真是一种基于信号频谱特性的仿真方法，通过分析信号的频域特性来评估信号的传输质量。

设计师可以使用频域仿真工具，如ADS、HFSS等，来分析信号的频率响应、频谱线宽、噪声等参数。

3. 边界条件仿真：边界条件仿真是一种重要的仿真方法，可以模拟信号在不同边界条件下的传输特性。

设计师需要使用合适的边界条件来模拟实际应用中的信号传输环境，并评估信号的完整性。

高速PCB设计中信号完整性的仿真与分析经验信号完整性是高速PCB设计中非常重要的考虑因素之一，它涉及到信号的传输特性、功率完整性和噪声抑制等方面。

为了确保良好的信号完整性，需要进行仿真和分析，下面将分享一些经验。

首先，进行信号完整性仿真和分析时，通常会使用电磁场仿真软件，如HyperLynx、ADS和Siemens Polarion等。

这些软件提供了强大的仿真工具，可以模拟高速信号在PCB板层间、连线延迟、反射噪声和交叉耦合等方面的特性。

在进行PCB布线之前，可以使用S参数仿真来预测信号传输损耗和延迟。

S参数仿真可以帮助确定适当的信号线宽和间距，以确保信号在传输过程中不会过多地损耗信号强度。

另外，还可以使用时间域仿真来观察信号的时钟偏移、波形畸变和振荡等问题。

在信号完整性分析中，功率完整性也是一个重要的考虑因素。

为了确保功率供应的稳定性，可以使用直流仿真来模拟电流分布和功率供应网络的负载情况。

同时，也需要考虑布线的阻抗匹配和电源降噪等因素，以确保信号传输过程中的稳定性和可靠性。

噪声抑制是信号完整性另一个重要的方面。

在高速PCB设计中，尤其是在高频电路中，信号可能会受到电磁干扰、串扰和反射等干扰。

为了抑制这些噪声，可以使用串扰仿真来分析信号互相之间的干扰程度，并采取相应的补救措施，如增加地线和电源平面或添加层间抑制器等。

此外，还可以通过仿真来评估不同布线方案的性能。

通过对比仿真结果，可以选择性能最佳的布线方案，以实现更好的信号完整性。

除了进行仿真分析，还应根据实际情况对设计进行优化，如合理布局和分隔模块、减少信号线长度、使用合适的信号线层间堆叠等。

总结起来，信号完整性的仿真与分析在高速PCB设计中起着至关重要的作用。

通过运用合适的仿真工具和技术，可以提前检测和解决信号完整性问题，提高PCB设计的可靠性和性能。

同时，也需要结合实际经验和优化措施，确保设计的有效性和可行性。

EDA仿真软件介绍EDA（Electronic Design Automation）是一类电子设计自动化软件，用于辅助电子产品的设计与仿真。

EDA软件帮助工程师在电子产品的设计过程中快速、准确地完成各种任务，从而提高设计效率和产品质量。

本文将介绍几款常见的EDA仿真软件，以及它们的特点和优势。

1. Cadence AllegroCadence Allegro是一款功能强大的EDA仿真软件。

它提供了完整的设计流程，包括原理图设计、PCB（Printed Circuit Board）布局和仿真。

Cadence Allegro可以帮助工程师快速设计复杂的电子电路，并进行各种信号和功耗仿真。

该软件具有直观的用户界面，易于学习和使用。

此外，Cadence Allegro还提供了丰富的库和模型，方便用户进行各种电路设计和仿真。

2. Mentor Graphics PADSMentor Graphics PADS是一款流行的EDA仿真软件，专门用于PCB设计和仿真。

它提供了直观的用户界面，支持多种设计工具和功能，如原理图设计、电路仿真、PCB布局和封装设计等。

此外，Mentor Graphics PADS还提供了强大的仿真和验证功能，可以帮助工程师检测电路的性能和可靠性问题，提高产品的质量。

3. Altium DesignerAltium Designer是一款专业的PCB设计和仿真软件。

它提供了完整的设计流程，包括原理图设计、PCB布局和仿真。

Altium Designer具有友好的用户界面，支持多种设计工具和功能，如自动布线、3D模拟和原理图捕捉等。

此外，Altium Designer还提供了丰富的库和模型，方便用户进行各种电路设计和仿真。

4. Ansys HFSSAnsys HFSS是一款强大的高频电磁场仿真软件。

它可以帮助工程师对射频（Radio Frequency）和微波（Microwave）电路进行仿真，包括天线设计、滤波器设计和射频电路设计等。

各大仿真软件介绍在大规模仿真软件领域，有几个主要的软件平台被广泛应用于不同领域的仿真研究和工程应用中，包括MATLAB/Simulink、Ansys、Arena、AnyLogic和CESM等。

下面将对这些软件进行详细介绍。

MATLAB/Simulink是一个广泛应用于工程和科学计算领域的仿真环境。

它提供了一个强大的环境，支持建模、仿真和分析复杂的系统。

MATLAB/Simulink可以用于各种不同的领域，包括信号处理、控制系统、通信系统等。

其背后的核心原理是基于数值计算和模型预测控制的算法。

MATLAB/Simulink的主要特点是具有灵活性和可扩展性，用户可以使用内置的函数库或自定义函数来建立模型，并使用不同的算法进行仿真和分析。

Ansys是一个多物理场有限元仿真软件，用于解决工程领域中的结构分析、流体力学、电磁场等复杂问题。

Ansys的核心原理是通过将实际物理问题离散为有限的数学单元，并使用有限元法求解。

Ansys能够通过对应用场景的建模和网格划分，得到结构应力、位移、温度分布等物理量的计算结果。

Ansys的特点是具有高精度的数值计算和广泛的物理模型库，能够模拟各种不同类型的工程问题。

Arena是一种离散事件仿真软件，用于建模和模拟离散事件系统的运行。

它适用于各种各样的系统，包括生产线、物流系统、医院等。

Arena的核心原理是通过建立离散事件模型，模拟系统中事件的时序和相互作用，从而评估系统性能和进行优化。

Arena使用基于代理模型的算法，它通过对系统中的事件进行建模，并在仿真中模拟事件的触发和响应过程。

Arena的特点是能够对复杂系统进行快速的建模和分析，并且提供了一系列的分析工具，帮助用户评估和优化系统性能。

AnyLogic是一种多方法仿真软件，它可以同时支持离散事件仿真、系统动力学仿真和基于代理的仿真。

AnyLogic的核心原理是将不同的仿真方法结合在一起，从而可以建立更为准确和全面的仿真模型。

几款软件的对比分析1. PSpice 仿真软件简介：PSpice属于元件级仿真软件，模型采用spice通用语言编写，移植性强，常用的信息电子电路，是它最适合的场合。

现在使用较多的是 PSpice 8.0,工作于 Windows 环境,占用硬盘空间60M左右，整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成，使用时是一个整体。

PSpice 的电路元件模型反映实际型号元件的特性，通过对电路方程运算求解，能够仿真电路的细节，特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。

主要功能：（1）复杂的电路特性分析，如：蒙特卡罗分析（2）模拟、数字、数模电路仿真（3）集成度提高缺点：（1）不适用于大功率器件（2）采用变步长算法，导致计算时间的延长（3）仿真的收敛性较差。

2. saber仿真软件简介：被誉为全球最先进的系统仿真软件，也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品，现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真，这也是saber的最大特点。

Saber最为混合仿真系统，可以兼容模拟、数学、控制量的混合仿真，便于在不同层面撒谎那个分析和解决问题，其他仿真软件不具备这样的功能。

Saber的仿真真实性很好，从仿真的电路到实际的电路实现，期间参数基本不用修改。

主要功能：（1）原理图输入和仿真（2）数据可视化和分析（3）模型库（4）建模缺点：操作较复杂，原理图仿真常常不收敛导致仿真失败，很占系统资源，环路扫频耗时太长（以几十分钟计）3. PLECS仿真系统简介：被全球众多知名公司的研发工程师誉为“全球最专业的系统级电力电子电路仿真系统”，也是一个用于电路和控制结合的多功能仿真软件，尤其适用于电力电子和传动系统。

PLECS独立版本已于2010年开发，自此PLECS脱离MATLAB/Simulink。

PLECS独立版具有控制元件库和电路元件库，采用优化的解析方法，仿真速度更快，比PLECS嵌套版本快2.5倍。

【信号完整性测试方法】时域测试（波形、眼图、抖动、TDR、时序）要求及仪器设备信号完整性测试方法简介信号完整性设计，在电路板设计过程中备受重视。

熟悉各类测试方法的特性，按照测试对象的特征和需求，选用合适些测试方法，对于选择方案，验证效果能够大大提高效率。

目前信号完整性的测试方法较多，从大的方向有频域测试、时域测试、其它测试。

（3类方法不是任何情况下都适合使用，信号完整性的测试方法，需要用到的仪器也很多。

）时域测试时域测试涵盖波形测试、眼图测试、抖动测试、TDR测试、时序测试。

01波形测试波形测试：是信号完整性测试最基础的方法，通常使用示波器进行测试。

测试波形的幅度、毛刺、边沿等。

通过测试波形的特征，分析幅度、边沿时间等指标是否满足要求。

波形测试需要遵循一定要求，才能保证测试误差尽量小。

⏹主机和探头一起配套的带宽要满足要求。

基板上测试系统的带宽应该在测试信号带宽的3倍以上。

在工程实践中，有的工程师随意找些探头就测试，不同厂家的探头匹配不同厂家的示波器，综合情况测试系统的误差就会很大。

⏹其次，需要注重细节。

如测试点一般选择在接收器件的附近，若条件限制无法测试，像BGA封装这类的器件，需要放在靠近Pin脚的PCB走线上或者Via上。

间隔接收器件PIn脚太远，信号发射，可能会促使测试结果和实际真实信号差异较大。

探头的接地线，也尽可能选择短的地线等。

⏹最后，应该考虑匹配。

主要关于使用同轴电缆测试的应用场景，同轴接到示波器上，负载常规是50Ω阻抗的直流耦合，对于有的电路，需要直流偏置，直接将测试系统接入会导致电路工作状态有影响，最终导致测试不到正常的波形。

02眼图测试眼图测试：针对有相关规范要求的接口（USB、SATA、HDMI、光接口）等。

通过具有MASK的示波器（含通用示波器、采样示波器、信号分析仪）。

这类示波器内部具有的时钟提取功能，能够显示眼图。

然而对于没有MASK的示波器，需要使用外接时钟实现触发。

几款仿真软件的分析近年来，随着科技的快速发展，仿真软件逐渐成为各行各业中不可或缺的工具。

仿真软件能够通过建模、仿真、分析等功能，帮助用户预测和优化系统的性能，并提供决策支持。

本文将对几款常用的仿真软件进行分析，包括MATLAB/Simulink、Arena、ANSYS和SolidWorks。

MATLAB/Simulink是一款功能强大的仿真软件，广泛应用于工程和科学领域。

它的优势在于具备良好的可视化界面、强大的计算能力和灵活性。

Matlab主要用于数值计算和数学分析，而Simulink则适用于系统建模和仿真。

该软件支持多种编程语言，包括C、C++和Java等，可以实现多种功能，如滤波、控制算法和图像处理等。

Simulink拥有丰富的模块库，用户可以选择合适的模块进行系统建模，包括控制系统、信号处理、通信系统等。

此外，MATLAB/Simulink还有很多工具箱，如机器学习工具箱、神经网络工具箱等，可以进一步扩展其功能。

ANSYS是一家知名的工程仿真解决方案提供商，其软件被广泛应用于结构力学、流体力学、电磁场等领域。

ANSYS的优势在于强大的分析能力和精确的模拟结果。

它能够对复杂的工程问题进行建模和仿真，预测系统的性能和行为。

ANSYS提供了多种建模功能，如有限元分析、流体力学分析、热力学分析等，可以满足用户对不同领域的仿真需求。

该软件还支持多物理场耦合仿真，用户可以同时考虑结构力学、热传导和流动等多个因素。

此外，ANSYS还有丰富的后处理工具和优化算法，可以帮助用户分析仿真结果和优化设计。

SolidWorks是一款广泛应用于机械工程和产品设计领域的三维CAD软件。

它的优点在于集成了建模、装配和仿真等功能，用户可以在同一个平台上完成整个设计流程。

SolidWorks具有直观的用户界面和丰富的建模工具，可以帮助用户快速创建复杂的三维模型。

此外，该软件还提供了动力学仿真和结构分析的功能，用户可以通过添加运动学约束和加载条件来模拟系统的行为。

avanti 产品介绍:1、Hspice：业界最知名的仿真工具，可以在windows或者Linux、Unix平台上运行，该系列软件现在已经被synopsys公司收购。

2、Starsim ：主要用来做全芯片的时序和功能验证.原理是通过hspice先提取器件的主要特征,然后建立查找表,从而避开hspice烦琐的求微分方程，极大加快了仿真速度,并提高仿真的稳定性。

有时hspice无法收敛的模型和网表在starsim上可以跑得很好。

相对而言,star_sim模拟速度要比hspice快,但是可能是因为两者对电路初值的设置不同的原因，即直流工作点的设置，结果导致了在模拟同一个CMOS数字电路时，两者得到的I(Vdd)的波形的不同，两者在波形形状上一致，只是在Y轴上(电流)平移了130mA吧，X轴为时间轴,做的是.tran分析，从现在的模拟结果来看，以上分析还是比较合理的一种解释。

这种Star_sim和Hspice仿真结果不一致的问题是可以解决的，是用到Star_sim的一个命令从Hspice的仿真结果输出文件（在PC机上就是*.lis文件）中提出电路的直流工作点，用这个star_sim再进行瞬态分析，star_sim的帮助中有这个内容，帮助中说这样可以使star_sim仿真结果和Hspice一致。

具体的命令忘了，我去查一下资料才能知道。

这样虽然是可以的,但是并不可行,因为Hspice模拟所消耗的时间太长了,用star_sim就是为了提高仿真速度,如果每次都需要先用Hspice来确定直流工作点,这个就太麻烦了。

Hspice做的是迭代运算，而star sim 做的是查表运算，这种查表方式的仿真方法叫做fast—spice算法，而传统的迭代算法的叫spice算法。

如果电路中存在那些不能确定电压的节点,比如交叉耦合的一对管子,那么在.dc分析或.tran的开始时刻分析时,应该是给定某个电压,即将这些节点置于某种电压之下的。

常用EMC仿真软件简介EMC仿真软件能够为我们提供了一个非常有效的高频和高速电磁仿真设计工具，它集高速电路建模、仿真和优化为一体，用仿真代替实验，可以快速的帮助工程师完成高速电路EMC设计，实现信号完整性，减少研发费用，缩短研发周期。

目前，国际上商业的EMC仿真软件有许多种，主要应用于高速PCB电路设计、各种类型的高频滤波器设计、高频天线和波导设计、LTCC设计、传输线设计(包括微带、带状线和同轴电缆等)、信号完整性设计和电磁分析等。

大多数EDA软件都采用模块化设计，不同的模块实现不同的功能，用户可以根据需要选择模块自己进行软件配置。

下面对四种典型的EMC仿真设计软件进行介绍。

(1)Ansoft High-Frequency and High-Speed Designers该软件由Ansoft Corporation 公司设计，主要有高频设计、信号完整性和电磁设计的软件产品。

高频设计产品主要包括：(a)3D电磁场有限元高频设计工具HFSS;(b)RF、高速和通讯设计工具DESIGNER；(c)RF／混合信号Ic和高性能信号完整性设计工具NXXlM 。

信号完整性设计产品主要包括：(a)多层板、集成电路包和3D设计工具3D EXTRACTOR；(b)功率和信号完整性分析工具Siwave；(c)高速Ic的快速模拟分析工具TPA。

电磁设计和分析工具主要包括：(a)2D和3D方式进行电磁和热量分析工具Maxwell 2D和3D；(b)系统建模工具SIMPLORER；(c)磁性元件设计工具PEXPRT；(d)电子结构旋转后的性能评估工具RMXPRT。

(2)SimLab EMC Simulation Software该软件由德国Simlab软件公司设计，主要包括PCBMOd、CableMod、RaidaSim 软件产品。

PCBMod是模拟EMC／EMI、信号完整性的强大工具，可进行2D和3D模拟，可以从主要的EDA数据库引入PCB设计数据，主要采用时域和频域分析方法，测量节点上的电压分配、元件的电流分布、散射参数、阻抗曲线、辐射等。

各大仿真软件介绍目前市面上有许多大型的仿真软件，以下是其中几个比较知名的仿真软件以及它们的算法和原理介绍。

1. AnsysAnsys是一款主要用于结构分析、流体分析和电磁分析的大型有限元分析软件。

它采用有限元方法进行建模和求解，通过将连续物体划分为有限数量的离散元素，将复杂的物理问题离散化为一系列简单的线性代数问题。

Ansys具有强大的分析功能和广泛的应用领域，在工程仿真领域得到了广泛的应用。

2. SimulinkSimulink是一款强大的数据流程仿真环境，用于建模、仿真和分析各种动态系统。

它基于数据流图的模型，可以方便地建立输入和输出之间的关系，使用图形化的方式进行仿真。

Simulink内置了许多常用的算法和模型，可以快速建立各种系统的仿真模型，例如控制系统、通信系统等。

3. solidThinkingsolidThinking是一个由浅入深的全能CAE软件，内含结构、流体、模态、温度分析器和拓扑优化系统。

它采用有限元法进行建模和求解，可以进行多物理场耦合分析。

通过拓扑优化系统，solidThinking可以对结构进行优化设计，实现结构材料的最优分布，减少结构重量和材料成本。

4. MatlabMatlab是一种用于科学计算、数据分析和可视化的高级编程语言和环境。

它提供了各种各样的数学和工程计算函数，可以用于解决各种复杂的数学和工程问题。

Matlab中的仿真工具箱提供了许多专门用于仿真的函数和工具，可以进行各种仿真实验和数据分析。

5. COMSOL MultiphysicsCOMSOL Multiphysics是一款基于有限元方法的多物理场仿真软件。

它可以进行多物理场耦合的仿真分析，如结构力学、电磁场、流体力学、传热和化学反应等。

COMSOL Multiphysics提供了丰富的物理模型和数值求解器，可以进行各种复杂的仿真分析。

总之，这些大型仿真软件都是借助各种数学算法和物理模型来模拟和分析各种复杂的工程和科学问题。

常用信号完整性的测试手段信号完整性设计在产品开发中越来越受到重视，而信号完整性的测试手段种类繁多，有频域，也有时域的，还有一些综合性的手段，比如误码测试。

这些手段并非任何情况下都适合使用，都存在这样那样的局限性，合适选用，可以做到事半功倍，避免走弯路。

本文对各种测试手段进行介绍，并结合实际硬件开发活动说明如何选用，最后给出了一个测试实例。

信号完整性的测试手段很多，涉及的仪器也很多，因此熟悉各种测试手段的特点，以及根据测试对象的特性和要求，选用适当的测试手段，对于选择方案、验证效果、解决问题等硬件开发活动，都能够大大提高效率，起到事半功倍的作用。

信号完整性的测试手段信号完整性的测试手段主要可以分为三大类，如表1所示。

表中列出了大部分信号完整性测试手段，这些手段既有优点，但是也存在局限性，实际上不可能全部都使用，下面对这些手段进行一些说明。

1. 波形测试波形测试是信号完整性测试中最常用的手段，一般是使用示波器进行，主要测试波形幅度、边沿和毛刺等，通过测试波形的参数，可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求，有没有存在信号毛刺等。

由于示波器是极为通用的仪器，几乎所有的硬件工程师都会使用，但并不表示大家都使用得好。

波形测试也要遵循一些要求，才能够得到准确的信号。

首先是要求主机和探头一起组成的带宽要足够。

基本上测试系统的带宽是测试信号带宽的3倍以上就可以了。

实际使用中，有一些工程师随便找一些探头就去测试，甚至是A公司的探头插到B公司的示波器去，这种测试很难得到准确的结果。

其次要注重细节。

比如测试点通常选择放在接收器件的管脚，如果条件限制放不到上面去的，比如BGA封装的器件，可以放到最靠近管脚的PCB走线上或者过孔上面。

距离接收器件管脚过远，因为信号反射，可能会导致测试结果和实际信号差异比较大；探头的地线尽量选择短地线等。

最后，需要注意一下匹配。

这个主要是针对使用同轴电缆去测试的情况，同轴直接接到示波器上去，负载通常是50欧姆，并且是直流耦合，而对于某些电路，需要直流偏置，直接将测试系统接入时会影响电路工作状态，从而测试不到正常的波形。

五款信号完整性仿真工具介绍(一)Ansoft公司的仿真工具现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。

高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。

目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。

Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题：SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。

该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。

该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。

它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。

仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。

(二)SPECCTRAQuestCadence的工具采用Sun的电源层分析模块：Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。

该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。

有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。

四种常见的EMC仿真软件介绍EMC仿真软件能够为我们提供了一个非常有效的高频和高速电磁仿真设计工具，它集高速电路建模、仿真和优化为一体，用仿真代替实验，可以快速的帮助工程师完成高速电路EMC设计，实现信号完整性，减少研发费用，缩短研发周期。

目前，国际上商业的EMC仿真软件有许多种，主要应用于高速PCB电路设计、各种类型的高频滤波器设计、高频天线和波导设计、LTCC设计、传输线设计（包括微带、带状线和同轴电缆等）、信号完整性设计和电磁分析等。

大多数EDA软件都采用模块化设计，不同的模块实现不同的功能，用户可以根据需要选择模块自己进行软件配置。

下面对四种典型的EMC仿真设计软件进行介绍。

（1）Ansoft High-Frequency and High-Speed Designers该软件由Ansoft Corporation公司设计，主要有高频设计、信号完整性和电磁设计的软件产品。

高频设计产品主要包括：（a）3D电磁场有限元高频设计工具HFSS;（b）RF、高速和通讯设计工具DESIGNER；（c）RF／混合信号Ic和高性能信号完整性设计工具NXXlM 。

信号完整性设计产品主要包括：（a）多层板、集成电路包和3D设计工具3D EXTRACTOR；（b）功率和信号完整性分析工具Siwave；（c）高速Ic的快速模拟分析工具TPA。

电磁设计和分析工具主要包括：（a）2D和3D方式进行电磁和热量分析工具Maxwell 2D和3D；（b）系统建模工具SIMPLORER；（c）磁性元件设计工具PEXPRT；（d）电子结构旋转后的性能评估工具RMXPRT。

（2）SimLab EMC Simulation Software该软件由德国Simlab软件公司设计，主要包括PCBMOd、CableMod、RaidaSim软件产品。

PCBMod是模拟EMC／EMI、信号完整性的强大工具，可进行2D和3D模拟，可以从主要的EDA数据库引入PCB设计数据，主要采用时域和频域分析方法，测量节点上的电压分配、元件的电流分布、散射参数、阻抗曲线、辐射等。

几种常用的仿真工具 em-plante automod witness flexsim几种常用的仿真工具1）eM-PlanteeM-Plant是Tecnomatix公司一个生产过程仿真软件系统，可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业，建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链，以便于承接不同大小的订单与混和产品的生产。

它使用面向对象的技术和可以自定义的目标库来创建具有良好结构的层次化仿真模型，这种模型包括供应链、生产资源、控制策略、生产过程、商务过程。

用户通过扩展的分析工具、统计数据和图表来评估不同的解决方案并在生产计划的早期阶段做出迅速而可靠的决策。

主要特点：可裁剪工厂模块；与CAD、CAPE、ERP和数据库系统实时通讯和集成；客户化用户接口；使用遗传算法(genetic algorithms)对系统参数进行自动优化；适合于专用加工应用如白车身车间、喷漆车间、工作车间的应用对象库；在面向对象的用户环境中建立、更新和维护模型；可重复使用的工程模型。

2）AutomodAutomod是目前市面上比较成熟的三维物流仿真工具。

主要包括了三大模块：AutoMod、AutoStat和AutoView。

AutoMod模块提供给用户一系列的物流系统模块来仿真现实世界中的物流自动化系统。

主要包括输送机模块（辊道、链式），自动化存取系统（立体仓库、堆垛机），基于路径的移动设备（AGV等），起重机模块等。

AutoStat模块为仿真项目提供增强的统计分析工具，由用户定义测量和实验的标准，自动在AutoMod的模型上执行统计分析。

主要特点：基于发展策略运算法则的最优化分析，用户为得到更好的模型来定义输出审核，多CPU并行计算等；AutoView可以允许用户通过AutoMod模型定义场景和摄像机的移动，产生高质量的A VI格式的动画；用户可以缩放或者平移视图，或使摄像机跟踪一个物体的移动，如叉车或托盘的运动；AutoView可以提供动态的场景描述和灵活的显示方式。