SI Simulation ב-Altium: ניתוח אותות מהירים כבר בשלב התכנון
בעולם שבו קצבי התקשורת מטפסים לגבהים של עשרות ג'יגה לשניה, תכנון PCB דורש יותר מסכמות וחיווט נכון. סימולציית Signal Integrity מאפשרת למהנדסים להבין כיצד אותות מהירים מתנהגים על גבי הלוח, עוד לפני הייצור.
במאמר זה נכיר את כלי Signal Analyzer by Keysight ב- Altium Designer ונראה כיצד ניתן להשתמש בו כדי לזהות בעיות מוקדם, לשפר את אמינות התכנון ולחסוך זמן ועלויות בפיתוח.
מהנדסי חומרה היום נדרשים להבין כיצד אותות בתדרים גבוהים מתנהגים לאורך הבורד וכיצד פרמטרים כמו אימפדנס, החזרות ועיכובים משפיעים על הביצועים של המערכת כולה.
כאן נכנסת לתמונה Signal Analyzer By Keysight ב- Altium Designer, יכולת סימולציה מתקדמת שפותחה בשיתוף פעולה עם חברת Keysight יצרנית מובילה של ציוד מדידה וצב"ד. הכלי מאפשר לנתח תופעות קריטיות כמו Return Loss, Insertion Loss, Impedance ו- Delay כבר בשלב התכנון.
במקום לגלות בעיות רק לאחר ייצור אבטיפוס יקר, ניתן כבר בשלב התכנון לבדוק טופולוגיות קווים, לנתח אימפדנסים ולהריץ סימולציות המדמות את ההתנהגות האמיתית של הלוח. במאמר זה נסקור את היכולות של האנלייזר, נראה כיצד להשתמש בו בפועל ואיך לשלב סימולציית SI בתהליך העבודה כדי לשפר אמינות, לקצר זמני פיתוח ולחסוך סבבי תיקון מיותרים.
לפני שמתחילים..
כדי להשתמש בכלי הסימולציה הזה נצטרך להתקין את התוסף דרך Extensions שב-Altium Designer :
ועכשיו נתחיל!
נפתח את הפרויקט שעליו נרצה לבצע את הסימולציה, נלך ל-Tools>>SI Analyzer By Keysight:
ברגע זה יפתח לנו חלון חדש עם השם “ProjectName[SIK]” ושם נגדיר ונבצע את הסימולציה שלנו.
Altium מזהה את ה- High Speed Signals ויציג לנו אותם, במידה ונרצה להוסיף Signal שלא מופיע ברשימה, נוסיף אותו באמצעות “Manage Nets”:
נלחץ על “Manage Nets” וחלונית חדשה תיפתח כמו בתמונה:
(באדום אפשר לבחור Net Class או Net ספציפיים, בצהוב נגדיר את סוג הבדיקה שנרצה לבצע)
כאשר נלחץ על החץ המסומן בריבוע צהוב – תפתח חלונית שבה נגדיר את סוג האנליזה שנבצע,
אחת או יותר מתוך 4 האפשרויות הבאות :
- Impedance
- Return Losses(RL)
- Insertion Losses(IL)
- Delay
ניתן לבחור הגדרות (Specifications) לאנליזה מתוך מבחר קיים או לבצע "Custom Constraint"
אחרי שהגדרנו את הסימולציה בצורה שרצינו לסיגנל/ים שרצינו נלחץ על Analyze כדי להריץ את הסימולציה.
התוצאה תראה כמו בתמונה:
באדום – שם הסיגנל (במקרה הזה Diffrential Pair)
בצהוב – כל האובייקטים שמרכיבים את הסיגנל: Tracs, Vias, Pads וכו'
בירוק – התוצאות של האנליזה שביצענו ( במקרה הזה כל סוגי אנליזה שאפשר לבצע )
בכחול – ניתן להציג את התוצאות ב-PCB עצמו.
לאחר שנלחץ על "Show on PCB" ונפתח את פאנל “SI Analyzer by Keysight” נקבל תוצאות כמו בתמונה הבאה:
כאשר כל התוצאות מפורטות גם בפאנל עצמו וגם ב-HeadUp בצד שמאל למעלה(מסומן באדום),
כדי לראות את המקומות שנכשלו בסימולציה נפעיל את Show Heatmap ונראה אותם צבועים בצבע אדום
ניתן למקם Probes ע"י לחיצה על Add Probe ומיקום שלהם על הסיגנל.
אחרי שרואים את התוצאות ואת המיקום שנכשלו, נתקן את הסיגנל לפי הערכים הרצויים ונבצע את הסימולציה שוב כדי לבדוק שהתיקון שבצענו באמת עומד בדרישות שקבענו.
על מנת להמשיך ולהתעדכן – מומלץ לקרוא מאמרים נוספים בבלוג שלנו, לעקוב אחרינו בלינקדין, בנוסף לדף הוובינרים שלנו ביוטיוב שמתעדכן באופן שוטף.
תודה שקראתם ונתראה בבלוג הבא,
אביעד סרור
