MCM高速电路布局布线设计的信号完整性分析

2011-10-24 12:39:43来源: 互联网

  随着集成电路工艺技术的发展,多芯片组件工作速度越来越高,高速信号的处理已成为MCM电路设计能否成功的关键。当时钟信号的上升沿或下降沿很小时,就会导致传输线效应,即出现信号完整性问题。

  本设计按照图1所示的MCM布局布线设计流程,以检测器电路为例,详细阐述了利用信号完整性分析工具进行MCM布局布线设计的方法。首先对封装零件库加以扩充,以满足具体电路布局布线设计的需要;然后利用APD(Advanced Package Designer)软件直接调用零件封装符号,完成电路初步的布局布线设计;最后结合反射、延时和电磁兼容等信号完整性仿真分析结果进行反复调整,改进后的电路布局布线减小了信号的反射,输入信号的相对延时不超过0.2ns,电磁干扰现象也得到了抑制,满足信号完整性要求。

                  MCM布局布线设计流程

  MCM布局布线的软件实现

  如上所述,MCM布局布线的实现包括电路原理图生成、扩充零件库及最终的布局布线完成和加工数据文件输出。APD Layout包括Padstack(*.pad)、Package Symbol(*.psm)、Mechanical Symbol(*.bsm)、Format Symbol (*.osm)和Shape Symbol(*.ssm)五种,MCM布局布线设计中,所有的布局都必须有正确的Library Packing。MCM设计软件自带封装库往往不能满足具体设计要求,只有扩充零件库后,才能直接调用零件进行布局布线设计及最终的工艺文件输出。首先利用Padstack Editor软件扩充零件库,然后对电路进行封装,并通过Concept HDL给APD软件导出电连接网表文件,最后完成电路布局布线。以检测器电路为例,其原理图主要部分如图2所示,图3为CCT(Spectra)布线后的形式。整个设计中,定义了16个Padstack和81个封装符号,进行251次调用Padstack和89次调用功能单元,其中共用到了251个元件封装符号引脚和229个功能单元引脚。

                      原理图主要部分

  需要注意的是,具体设计时,若利用Orcad进行电路前期设计,则必须将Orcad生成的文件转换为APD软件的mcm文件。但由于转换后的mcm文件存在类似brd的问题,因此,采用Concept HDL软件来导出网表文件,然后提取网线拓扑结构进行仿真。为减少仿真时间,采用分模块仿真方法。

  仿真分析

  IBIS模型

  Spectra Quest和其他电路分析软件一样,要得到精确的仿真结果,必须首先给电路元件提供精确的电气模型。Spectra Quest软件使用的是IBIS模型。IBIS(输入/输出缓冲信息规范)模型采用I/V和V/T表的形式来描述I/O单元和引脚的特性,是一种基于V /I曲线的对I/O BUFFER快速准确建模的方法。它提供一种标准的文件格式来记录如驱动器或接收器输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数,这些参数由Spectra Quest来读取。IBIS模型具有信号完整性分析所需要的信息,非常适合做振荡和串扰等高频效应的计算与仿真。

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关键字:高速电路布局  信号完整性

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1024/article_3772.html
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