Mentor Graphics：PCB設(shè)計方法面臨轉(zhuǎn)折

“當跑 28Gbps 甚至更高速度時，信號回路上的每個因素都要重視?！?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1559855.html">信號完整性專家 Eric Bogatin 博士（《信號完整性分析（Signal Integrity: Simplified）》作者）說道。信號速度小于 1Gbps 時，用有損傳輸線結(jié)合理想傳輸線模型就可以應(yīng)對大部分的 PCB 仿真，但當信號速度越來越快，之前可以忽略的物理效應(yīng)都需要在仿真中考慮進來，例如：自耦合、銅皮表面平整度（Copper surface roughness）、收發(fā)均衡優(yōu)化（TX&RX EQ optimization）等。

把這些物理效應(yīng)都考慮進來，仿真工具就變得越來越復雜，在一定程度上也越來越難用。不只是仿真時間變長，仿真開始之前的各種設(shè)置變得超級復雜，解讀仿真結(jié)果也要花更多的時間。HyperLynx 或許是個例外，這個從出生就具備簡單易用基因的板級電路仿真工具不斷進化，精度越來越高，模型越來越準（二維電磁場解析器與三維電磁場解析器自動切換），但依然簡單易用，速度飛快。

仿真模型復雜度與信號速度成正比

能夠應(yīng)對復雜 PCB 設(shè)計但仍保持快速的秘訣之一是 HyperLynx 具有的 2D 與 3D 混合仿真功能，HyperLynx 會根據(jù) PCB 布局布線的復雜性自動對板上信號進行分割，簡單結(jié)構(gòu)采用 2D 模型來仿真，復雜結(jié)構(gòu)采用 3D 模型來仿真，如果用戶對某一局部特別重視，也可以手動將這部分設(shè)為 3D 模型。

HyperLynx 產(chǎn)品線總監(jiān) David Kohlmeier

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Mentor Graphics HyperLynx 產(chǎn)品線總監(jiān) David Kohlmeier 認為，PCB 設(shè)計方法正在一個轉(zhuǎn)折點上，現(xiàn)代高速 PCB 設(shè)計主要面臨四大挑戰(zhàn)：高速信道設(shè)計與分析、存儲器接口在不斷變化、電源分布網(wǎng)絡(luò)越來越復雜以及全系統(tǒng)建模的需求。以 SEDES（高速串行總線，直譯為串行編解碼）為例，信號速度越高，設(shè)計冗余就越小。據(jù) David Kohlmeier 介紹，同一組傳輸線，跑 6.25Gbps（例如 PCIe）信號，眼圖張得很開，到 25Gbps（例如 100Gb 以太網(wǎng)）信號時眼圖張開度已經(jīng)很小，而跑 50Gbps 時，眼圖就幾乎完全閉合了。

高速 PCB 設(shè)計需要面對的挑戰(zhàn)

為解決 SEDES 等技術(shù)普及給 PCB 設(shè)計帶來的難度，新版 HyperLynx 提供了高級電磁場解析器（包括全波三維電磁場解析器，3D field solver），由于 HyperLynx 深度集成了 3D 引擎，所以用戶不用牢記全波三維電磁場的知識就可以輕松使用，該工具通過分析信號和電源傳輸?shù)膸缀谓Y(jié)構(gòu)，生成電磁端口，通過仿真得到 S 參數(shù)，然后將 S 參數(shù)整合到時域仿真。上述流程都是工具自動來完成的。

新版 HyperLynx 增加了多個引擎：兩個 2.5D 解析器，據(jù)稱是行業(yè)最快的直流壓降仿真器與一個快速準靜態(tài) 3D 解析器，所有這些功能都集成在 HyperLynx 統(tǒng)一的應(yīng)用環(huán)境中，不需另外調(diào)用。

新版 HyperLynx 已經(jīng)有很多成功的應(yīng)用案例。DDRx 內(nèi)存接口向?qū)樵O(shè)計師大大降低了設(shè)計存儲器接口的難度，現(xiàn)在功能已經(jīng)擴展到 DDR4 和 LPDDR4 接口；新版 HyperLynx 還成功地支持了行業(yè)內(nèi)首次針對 100GbE 信號傳輸的通道操作冗余（Channel Operating Margin，簡稱 COM）協(xié)議商業(yè)實現(xiàn)，所有仿真細節(jié)全部自動化完成。

“HyperLynx 上手很快，可視化結(jié)果分析又非常方便，這使其成為輔助互連設(shè)計的強有力工具，使用 HyperLynx 是理解重要設(shè)計原理最有效的方法之一?！盓ric Bogatin 說道。