一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的方法及系统与流程

[0001]
本发明涉及系统设计领域，特别是涉及一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的方法及系统。


背景技术：

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传统印刷电路板迭层设计是电子产品设计最重要的环节，信号完整性工程师需依照pcb物料电气特性参数(pp、core、dk、df)、走线空间(routing spacing)及走线层数(routing layer)设计相对应的印刷电路板迭层，其中印刷电路板的平行差分线所造成的串扰，影响了高速讯号的讯号质量，一般信号完整性工程师会依照芯片厂所提供的设计指南，来定义平行差分线距离，当设计需求超出了设计指南，信号完整性工程师就必须得透过建模仿真相同的差分线距离，来判别印刷电路板平行差分线距离的串扰仿真值是否会影响高速讯号。


技术实现要素：

[0003]
本发明主要解决的技术问题是提供一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的方法及系统，能够以迭层数据库数据为设计基础应用在印刷电路板平行差分线距离串扰仿真及自动产生评估仿真结果，可大幅降低信号完整性工程师在印刷电路板平行差分线距离串扰的风险，提升产品开发质量。
[0004]
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的方法，包括：第一步，从迭层数据库选出使用的板材迭层信息；所述板材迭层信息传输至串扰仿真计算模块；第二步，在串扰仿真计算模块中输入印刷电路板平行差分线的相关信息；第三步，串扰仿真计算模块对平行差分线的相关信息执行仿真并输出仿真结果；第四步，串扰仿真计算模块执行第一仿真软件，汇集所有仿真数据，平行差分线串扰评估系统统计仿真数据提供串扰评估结果；第五步，判断仿真数据是否符合标准，若符合，则输出平行差分走线串扰评估报告。
[0005]
进一步，所述板材迭层信息包括材料类型、设计厚度、迭层厚度、覆盖率、线宽、线距；所述印刷电路板平行差分线的相关信息包括平行差分线距离、差分线间距、频率点及目标评估层信息。
[0006]
进一步，所述串扰仿真计算模块执行仿真并输出仿真结果包括所述串扰仿真计算模块将所述平行差分线的相关信息通过程序输出并建立成仿真项目，串扰仿真计算模块将所述平行差分线的相关信息通过程序控制第二仿真软件自动执行仿真并输出仿真结果。
[0007]
进一步，所述第一仿真软件为ads仿真软件；所述第二仿真软件为siwave仿真软件；所述仿真项目为siwave仿真项目。
[0008]
一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的系统，包括：迭层数据库模块、串扰仿真计算模块、平行差分线串扰评估模块；所述迭层数据库模块将选择的板材迭层信息发送至所述串扰仿真计算模块；所述平行差分线串扰评估模块依据仿真结果，进行串扰评估，并
给出平行差分走线设计。
[0009]
进一步，所述串扰仿真计算模块包括执行输出仿真结果模组和汇集仿真数据模组。
[0010]
进一步，所述执行输出仿真结果模组根据平行差分线信息通过程序控制的仿真软件执行并输出仿真结果。
[0011]
进一步，所述汇集仿真数据模组汇集所有仿真结果数据传输至所述差分串扰评估模块。
[0012]
本发明的有益效果是：本发明设计迭层数据库汇入串扰仿真模块，依结果自动产生串扰评估报告及设计建议，并且缩短平行差分线串扰评估时间，减少平行差分线串扰影响风险，提高了工程师的工作效率。
附图说明
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图1是本发明一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的方法一较佳实施例的流程图；
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图2是本发明一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的系统架构图；
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图3是本发明一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的系统中串扰仿真计算模块差分线计算公式图；
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图4是本发明一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的系统中汇集仿真数据模组汇集的仿真数据图。
具体实施方式
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下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
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请参阅图1至图4，本发明实施例包括：
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一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的方法，包括：
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第一步，用户从迭层数据库选出欲使用的板材迭层；所述板材迭层包括自动汇入阻抗、线宽、线距、材料类型、设计厚度、迭层厚度、覆盖率等相关信息；所述板材迭层信息传输至串扰仿真计算模块；
[0021]
第二步，用户在串扰仿真计算模块中输入印刷电路板平行差分线的相关信息，所述平行差分线的相关信息包括平行差分线距离、差分线间距、频率点及目标评估层信息；
[0022]
第三步，串扰仿真计算模块对平行差分线的相关信息执行仿真并输出仿真结果；
[0023]
第四步，串扰仿真计算模块执行ads仿真软件，利用ael程序控制汇集所有仿真数据回传至平行差分线串扰评估系统，差分线串扰评估系统统计仿真数据提供用户串扰评估结果；
[0024]
第五步，判断仿真数据是否符合标准，若符合，则输出平行差分走线串扰评估报告，使用者依照评估报告设计平行差分走线；若不符合，则重复第二步。
[0025]
所述串扰仿真计算模块执行仿真并输出仿真结果包括所述串扰仿真计算模块将所述平行差分线的相关信息通过vba程序输出并建立成siwave仿真项目，串扰仿真计算模块将所述平行差分线的相关信息通过vba程序控制siwave仿真软件自动执行仿真并输出仿
真结果。
[0026]
见图2，基于与前述实施例中一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种快速评估印刷电路板平行差分线串扰的系统，包括：迭层数据库模块、串扰仿真计算模块、平行差分线串扰评估模块；所述迭层数据库模块将用户选择好的板材迭层信息发送至所述串扰仿真计算模块；所述串扰仿真计算模块包括执行输出仿真结果模组和汇集仿真数据模组；所述串扰仿真计算模块进行计算平行差分线串扰并仿真输出对应串扰值；所述串扰仿真计算模块运用vba程序控制2种电磁仿真软件(ads和siwave)，搭配差分线计算公式，仿真不同的差分走线串扰值并输出结果；所述平行差分线串扰评估模块依据仿真结果，进行串扰评估，并给出最佳平行差分走线建议设计。
[0027]
见图3，s参数即是频域特性的观察，其中“s”意指“scatter”，s参数是在传输线两端有终端的条件下定义出来的，与y或z参数，同属双端口网络系统的参数表示。d1,d2,d3为三种不同间距的差分线，1、2、5、6、9、10，代表d1,d2,d3近端差分线端口，3、4、7、8、11、12，代表d1,d2,d3远端差分线端口，在公式中用对用port1、port2
……
代表。
[0028]
s
outin
＝v
out
/v
in
；其中v为差分线电压，out为差分线近端，in为差分线远端。
[0029]
通过差分线近端串扰公式分别得到d1,d2,d3单根差分线近端串扰值s
dd11
，通过差分线远端串扰公式分别得到d1,d2,d3单根差分线远端串扰值s
dd21
。
[0030]
图中，一条差分线d1中，s11表示在port 1量反射损失(return loss)，主要是观测发送端看到多大的的信号反射成份；值越接近0越好(越低越好，一般-25～-40db)，表示传递过程反射(reflection)越小，也称为输入反射系数(input reflection coefficient)。
[0031]
s31表示信号从port 1传递到port 3过程的馈入损失(insertion loss)，主要是观测接收端的信号剩多少；值越接近1越好(0db)，表示传递过程损失(loss)越小，也称为顺向穿透系数(forward transmission coefficient)。
[0032]
不同端差分线端口中s为远端串扰，相同端差分线端口中s为近端端串扰；例如在d1差分线中，解释单端测量：
[0033]
s21＝s12：为近端串扰；
[0034]
s41＝s14：为远端串扰。
[0035]
通过差分线近端串扰公式与差分线远端串扰公式进行推理得出两根差分线串扰公式far end crosstalk公式与near end crosstalk公式。
[0036]
其中，far end crosstalk远端串扰公式中的s(port3,port5)的含义为d1差分线当中的3端口与d2差分线当中的5端口的远端串扰；下列far end crosstalk远端串扰公式中与near end crosstalk近端串扰公式中s(port4,port6)；s(port11,port5)等找对对应差分线端口依次类推。
[0037]
其中通过far end crosstalk远端串扰公式，计算出两条差分线间远端串扰值psfext，再进行near end crosstalk近端串扰公式进行计算两条差分线间近端串扰值psnext，将结果代入psxt公式中，得出两条差分线间总体差分线的串扰值。
[0038]
psxt公式为计算差分线总体串扰公式。差分串扰(psxt)的差分串扰被计算为psnext和psfext共同的串扰值。上述far end crosstalk公式与near end crosstalk公式中计算出psfext和psnext结果将用于计算差分串扰(psxt)。
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注：psnext计算需要同时执行psnext和psfext。
[0040]
见图4，当平行差分线距离相同时，平行差分线间距不同进行评估差分线串扰，通过差分线计算公式计算总体差分线串扰值，发送给ads仿真软件，ads仿真软件汇集出平行差分线距离相同时，平行差分线间距不同的仿真串扰图。
[0041]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。