高速PCB信号仿真完整性分析实操培训班

培训讲师：李   增   

讲师情况：凡亿教育高级PCB及信号仿真讲师

参加对象：电子工程师、、PCB Layout工程师

机构名称：湖南凡亿智邦电子科技有限公司（凡亿教育）

一、培训背景

随着系统时钟频率和信号边沿的不断变陡,信号完整性成为贯穿于高速数字电路设计中最重要的问题之一，了解信号完整性理论，进而指导和验证印刷电路板(PCB)的设计是一件刻不容缓的事情。在大中规模电子系统的设计中,系统地综合运用信号完整性技术可以带来很多好处,如缩短研发周期,降低产品成本,降低研发成本,提高产品性能,提高产品可靠性等。 信号完整性主要就是指电路系统中信号的质量。引起信号完整性问题的原因比较复杂,元器件的参数、PCB的参数、元器件在PCB上的布局、高速信号的布线等都是影响信号完整性的重要因素。信号完整性问题主要表现为:延迟、反射、过冲、振铃、串扰、时序、同步切换噪声、EMI等。 

二、课程特色

专业电子设计公司一线设计工程师课程讲授，包含了讲师丰富实际经验及使用技巧，课程选取了电子产品设计中常用的信号仿真链路分析流程进行了有针对性的讲解，课程的实例选取紧贴当前市场主流的设计。课程讲解规范，所有的关键知识点李老师均打字在屏幕上通过红色字体和关键图表进行讲解，进一步加深课程学习理解，力争一次听懂学会课程所涉及到所有实例文件，包括拓扑相关配套文件均提供，所涉及到的PCB原始文件，配套原理图文件，元件手册文件，SPD转换文件,仿真配置文件，S参数文件,分析后的仿真报告文件及相关其他的规范文件等均好不保留的全部提供。目的是方便工程师可以对照视频进行操作练习规范学习。 

三、授课对象

硬件设计工程师、PCB设计工程师、PCB仿真工程师、PCB项目经理、技术支持工程师，项目管理人员

四、课程大纲

第1次课程课程主题：S参数提取实例例应用分析（PCB板级互联仿真分析）(基于Sigrity Power SI软件下的S数的实例应用分析)

S参数的详解和S参数的应用

【1】S参数的含义与集总参数表示的电路模型构建办法；

【2】S参数的分析，分解，合并，NEXT,FEXT，等效模型；

【3】S参数的模型应用与等效电路模型转换办法；

【4】S参数的网络模型图分析与S参数关联参数提取；

【5】S参数的经验标准与常见的行业S参数要求；

S参数的详解和S参数的应用互联分析（实例分析）

【1】实例PCB文件导入和材料的参数带入及配置材料表等参数设置；

【2】互联网络连通性检查&信号互联的过孔&焊盘&铜皮等参数配置；

【3】添加互联端口执行电源类仿真参数设置&提取S参数进行分析；

【4】添加互联端口执行信号类仿真参数设置&提取S参数进行分析；

【5】S参数仿真结果数据解读和报告文件解读分析；

【6】实例文件的优化和S参数的分析中遇到问题的优化；

【7】传输线LRC的等效模型提取和等效的参数解读；

第二次课程课程主题：全波场FEM电磁场分析（PCB板级互联仿真分析）（PCB板级互联仿真分析）(基于Sigrity Power SI软件下的全波场FEM分析)

三维全波场FEM参数分析和互联应用分析（实例分析）

【1】电磁感应的产生原理，磁场的场特征；

【2】 2.5D XYZ三轴磁场，XYZ方向电场E和XYZ方磁场H磁场方向； 

【3】三维静态磁场，芯片-封装-电路板系统中出现大多数3D结构；

【4】FDTD全波电磁模拟算法，麦克斯韦方程式来求解；

【5】实例PCB文件导入和材料的参数带入及配置材料表等参数设置；

【6】设置电路模型与电路切割，执行区域仿真切割；

【7】设置电路的PORT端口，设置返回路径和正负端口；

【8】设置BOX的区域切割的范围，仿真的MESH参数；

【9】设置S参数的提取分辨率，点数，阻抗的参数；

【10】执行结果分析&无源与有源信号端口链路的处理方法；

参数结果分析和解读与改善

【1】全波场S参数分析与解读，S11,S21，S31,S41;

【2】电源&GND输入阻抗和传输阻抗分析；

【3】电源平面谐振分析，目标阻抗计算与标线检查；

【4】PDN平面改善策略与优化传输链路阻抗分析；

【5】近场辐射场参数解读分析，场强与功率场分布；

【6】远场FCC标准，水平与垂直磁场结果分解与分析；

【7】远近磁场辐射参数切换，场标准解读，辐射场范围；

【8】远场和近场的区分，传输线辐射场的范围计算；

【9】二值化磁场结果分布图和结果；最差结果标准；

【10】近场三维场参数解读，场强功率分布于频率切换下的场参数；

【11】高频和低频下的三维场辐射强度分布，谐振点查找；

第三次课程课程主题：IBIS模型建模相关知识和问题处理办法（PCB板级互联仿真分析）（基于Sigrity Speed2000软件下的信号质量评估）

IBIS模型建模相关知识和问题；

【1】IBIS元件模型相关知识&IO模型&IBIS文件的框架结构；

【2】输入模型&输出的模型&IO缓存器模型的模型数据分析；

【3】缓冲器模型部分分析&接收器的阈值&温度和电压&）I/V曲线；

【4】缓冲器特性电压时间的速度& IBIS模型的获取方法；

【5】IBIS文件中常见的语法错误检查办法&常见的错误修改技巧；

【6】IBIS文件里面电源和GND部分描述模型省略的补救措施修改技巧；

【7】IBIS文件的获取途径途径和方法；

【8】XtractIM抽取Spice-T模型和Spice-Pi模型及IBIS.pkg方法；

【9】IBIS模型和Spice模型的转换；

【10】IBIS下的IO表征和描述行为建模方法；

第四次课程课程主题：通用信号实例仿真分析（PCB板级互联仿真分析）（基于Sigrity Speed2000软件下的信号质量评估）

通用时域信号互联仿真分析（实例仿真）

【1】实例PCB文件导入和材料的参数带入及配置材料表等参数设置；

【2】互联网络连通性检查&信号互联的过孔&焊盘&铜皮等参数配置；

【3】IBIS文件错误检查&错误修改和IO缓冲器的特性检查配置；

【4】DIE和封装Package IBIS文件关联编辑生成新的关联IBIS文件；

【5】设置仿真的网络和区域&进行关键网络的链路分析和阻抗检查；

【6】设置分析网络的关联信号的GND和VCC分组&关键信号进行分类；

【7】关联分析信号元件的IBIS模型&创建多信号分组&信号关联检查；

【8】编写信号激励源的函数&设置激励源&关联信号激励TX发送；

【9】设置信号流向关联RX接收&设置对用网络的IO模型关联模型；

【10】设置仿真参数包括Level两个等级&设置参与仿真的信号网络类；

【11】执行仿真分析仿真结果&建立信号分析模板对结果提出改进；

第五次课程课程主题：内存DDR3专题时域信号仿真分析（PCB板级互联仿真分析）（基于Sigrity Speed2000软件下的信号质量评估）

DDR3内存信号时序标准和相关信号评定指标；

【1】DDR3芯片常见的BGA类内存封装选择策略；

【2】DDR3 内存中常见的信号分类和信号的各自定义与特征详解；

【3】DDR3 地址组&控制组&时钟组&命令组&数据组信号分类和特征；

【4】DDR3 输入信号VIHAC,VIHDC,VILAC,VILDC,VREF的判断标准幅度；

【5】DDR3 单线信号过冲&下冲的区域范围和信号的速率及影响；

【6】DDR3 差分线CLK,DQS信号和最小的设置范围区间；

【7】TIS,TIH,TDS,TDH,TVAC,AC175,DC100,AC150,AC135等的时序；

【8】建立时间和保持是关系，信号建立时间和保持时间的关联因素；

【9】信号眼图模板的制作眼图的眼宽&眼高的计算；

【10】理想和非理想下眼图判断依据标准；

DDR3内存信号分析（实例分析）

【1】DDR3实例文件导入和材料的参数带入及配置材料表等参数设置；

【2】DDR3网络连通性检查&信号互联的过孔&焊盘&铜皮等参数配置；

【3】DDR3 IBIS文件错误检查&修改和IO缓冲器的特性检查配置；

【4】DDR3仿真的网络和区域&进行关键网络的链路分析和阻抗检查；

【5】DDR3网络的关联信号的GND和VCC分组&关键信号进行分类；

【6】DDR3关联信号元件的IBIS模型&创建多信号分组&关联检查；

【7】设置仿真条件和仿真的参数等级&设置参与仿真的信号网络类；

【8】设置参与仿真的信号组类型，地址，命令，控制，数据，时钟；

【9】执行仿真查看仿真结果&套用内存时序分析模板对结果进行分析；

第六次课程课程主题：DDR3内存信号实例分析结果分析;（基于Sigrity Speed2000软件下的信号质量评估）

DDR3内存信号实例分析结果分析和报告输出；

【1】CK+,CK-接收数据整理参考内置DDR3模板标准做数据对比解析；

【2】DQS+,DQS-接收数据整理参考内置DDR3模板标准做数据对比解析；

【3】地址组分析结果整理和考内置DDR3模板标准做数据对比解析;

【4】数据组分析结果整理和考内置DDR3模板标准做数据对比解析;

【5】过冲&下冲&信号抖动&眼图模板&定义模板数据比较和初判断；

【6】基于预定义的DDR3内存模板文件输出仿真报告；

【7】输出的报告文件进行解读分析&分析建立时间和保持时间的余量；

【8】对输出的报告文件中的建立时间报告进行分析；

【9】对输出的报告文件中的保持时间报告进行分析；

【10】对输出的报告文件中的眼图眼高报告进行分析；

【11】对仿真中存在的不合格项目进行优化冗余分析；

【12】提出改善DDR3的优化策略和多参数分析优化思路；

第七次课程课程主题：板级EMI仿真实例分析（基于Sigrity Speed2000软件下的板级EMI分析）

板级EMI辐射仿真实例分析（实例分析）

【1】实例文件导入和材料的参数带入及配置材料表等参数设置；

【2】互联网络连通性检查&信号互联的过孔&焊盘&铜皮等参数配置；

【3】IBIS文件错误检查&错误修改和IO缓冲器的特性检查配置；

【4】设置仿真的网络和区域&进行关键网络的链路分析和阻抗检查；

【5】设置分析网络的关联信号的GND和VCC分组&关键信号进行分类；

【6】关联分析信号元件的IBIS模型&创建多信号分组&信号关联检查；

【7】编写信号激励源的函数&设置激励源&关联信号激励TX发送；

【8】设置信号流向关联RX接收&设置对用网络的IO模型关联模型；

【9】执行仿真分析仿真结果&近场辐射场参数解读分析；

【10】远场FCC标准，水平与垂直磁场结果分解与分析；

【11】远近磁场辐射参数切换，场标准解读，辐射场范围；

【12】远场和近场的区分，传输线辐射场的范围计算；

【13】二值化磁场结果分布图和结果；最差结果标准；

【14】近场三维场参数解读&空间辐射源查找与信号辐射优化策略；

第八次课程课程主题：10G封装体全波场高速串行信号仿真实例;（基于Sigrity SYSTEM SI高速互联模块的实例分析）

10G封装体全波场高速串行信号仿真实例；

【1】封装体全波场S参数提取&3DFEM全波场S参数提取；

【2】10G S参数结果分析和S11,S21信号质量评估；

【3】BNP&TS文件转换和SPICE等效模型转换与分析；

【4】SYSTEM SI 系统仿真链路搭建与模型关联；

【5】IBIS-AMI信号激励码的设置与模型匹配；

【6】信号仿真执行和注意事项和常见问题；

【7】结果分析和解读，10G 69A-7标准规范&信号抖动公差；；

【8】结果分析和解读，差分对TX/RX信号误差对比分析；

【9】结果分析和解读，S21信号插入损耗分析&拟合衰减&插入损耗；

【10】结果分析和解读，S11,S22回损分析，TX S11&RX S22；

【11】结果分析和解读，TP1和TP4之间的串扰DB；

【12】信号分析结果优化与信号质量改进方法；

第九次课程课程主题：PCB直流压降与电热混合仿真；（基于Sigrity PowerDC软件下的电热混合仿真）

PCB互联电和热混合仿真的效应基础

【1】欧姆定律与电路的电阻计算方式；

【2】直流电路的压降分析与电路的回路系统；

【3】封装堆叠与封装结构体中的电压回路系统；

【4】电源树和导入电源树后的BLOCK分布编辑设置；

【5】导入回路与常见的热通路热阻模型；

【6】热流密度与电热的相互效应参数；

【7】铜皮，金，银，钨等金属材料的电和热参数；

【8】通用的热与散热处理方法，热通路和电通路；

第十次课程课程主题：PCB（单或者多板）互联电源系统DC电参数分析；（实例仿真分析）

【1】建立项目载入文件，封装参数SPD;

【2】叠层设置，材料的电参数设置，过孔参数设置；

【3】封装体预览与三维结构体分析；

【4】设置电源和GND，网络归类；

【5】设置VRM电压源&设置Sinks负载，设置输入和内阻模型；

【6】使用Power Tree建立参数模型和构建互联的DC模型； 

【7】设置规则，电参数设置，层，过孔，电路密度参数；

【8】仿真和分析结果，解读仿真结果。

【9】电路&电流热点超标点查找，与改进方式；

【10】VCC&GND 3D电路电流密度分析，动态热点分析；

【11】改善策略与分析&多参数扫描分析；

PCB（单或者多板）互联电源系统电热混合参数分析；（实例仿真分析）

【1】建立项目载入文件，封装参数SPD;

【2】叠层设置，材料的电参数设置，过孔&热参数参数设置；

【3】封装体预览与三维结构体分析；

【4】设置电源和GND，网络归类；

【5】设置VRM电压源&设置Sinks负载，设置输入和内阻模型

【6】使用Power Tree建立参数模型和构建互联的DC模型；

【7】设置规则，电参数设置，层，过孔，电路密度参数；

【8】设置仿真环境温度，风扇，风速，热环境；

【9】 设置热元件参数，MCU,MPU,电源等大电流器件的热阻模型；

【10】散热片设置，元件模型散热片与安装位置设置，导热设置；

【11】设置热分析标准，建立热分析规则；

【12】仿真和分析结果，解读仿真结果。

电热混合参数扫描结果分析

【1】电路&电流热点超标点查找与系统与改进的方法；

【2】VCC&GND 3D电路电流密度分析，动态热点分析；

【3】3D热温度分布分析，热导图分析；

【4】热辐射对元件的MTBF寿命参数与寿命分析；

【5】改善策略与在分析&多参数扫描分析；

【6】整理资料输出电热混合仿真报告，给出整改建议；

【7】分析电密度超标区域&分析热密度超标区域&提出改善措施；

六、讲师资历—李增老师

李增老师，13年＋模拟电路和数字电路及程序设计经验，著有多本Cadence和高速信号仿真书籍。尤其是快速电子类产品开发的精悍流程和开发技巧。熟悉Cadence,PADS,AD, ADS,Sigrity,Ansys EM等EDA和分析工具，已初步形成了一套基于高速PCB设计的实践经验及理论，累积上万粉丝。

七、主办单位简介

湖南凡亿智邦电子科技有限公司，是国内的电子研发和技术培训提供商，是国家认定的高新技术企业。以“凡亿电路”“凡亿教育”作为双品牌战略，目前近110万电子会员，技术储备为社会持续输送7万余人高级工程师，服务了1万多中小型企业合作伙伴。

服务范围：

凡亿教育课程开设了硬件、PCB、仿真、电源、EMC、FPGA、电机、嵌入式、单片机、物联网、人工智能等多门主流学科。目前，凡亿教育毕业学员九成实现涨薪，八成涨薪超20%，涨幅达200%，就业企业不乏航天通信、同步电子、视源股份，华为等明星企业，受到企业与工程师一致认可！

培训初心：

打通“人才培养+人才输送”的闭环；致力于做电子工程师的梦工厂；

打造“真正有就业保障的电子工程师职业教育平台”。