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[Ansys仿真] sip 仿真

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发表于 2012-3-31 19:43 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
本帖最后由 pjh02032121 于 2012-4-6 14:31 编辑 # G3 d% ?# E# b" [' o: o& y
$ g  U2 m1 K; ^- y, J
闲来无事,玩玩仿真,望高手指点。9 t6 o/ l+ E" u$ |) e: m& i4 H
一个sip封装,结构如下:
/ X* [" a0 P& o) D, n4 P , Q% O$ N- P, J3 F

; O* {. S! a5 V- x3 P+ N: J1.用ansoftlink从cadence sip将封装文件导出到siwave,设置好叠层结构、wirebonding,via结构;9 i. j* {; n$ D; L: T- G% c: e: G
6 U: }( n5 ]# p
# u" f& \5 w, f
2.射频端口s参数,port分别下在die端和package RF pin脚。
! s, a; A$ Q7 P/ ?4 ^4 F由于substrate叠层厚度的限制射频入口的走线做不到50ohm,由于走线比较短,影响不大。
2 Q' v9 {/ J+ i  W8 Y- _8 t在关心的频段,S11<20dB,s21>-3dB,很好。
$ D8 R+ i* E; L9 a. t$ A
; V0 m9 I2 a3 E: D6 o, S8 j. C2 ?( I! `9 C
3.由于package端pin比较大,紧挨着substrate的第3层是地平面,馈入的能量损失较大,将3层挖空(2地层依然完整),理论上会有所改善,验证,有那么点改善S11.
! Z* [; Q9 ]/ b0 ?# ~! p
( g' `+ r* x* g& }9 l4 Y+ ~/ g& z+ ]5 O" x" \' k
4.将测试板从allegro转到SIwave,再将package叠到PCB上(PCB RF走线50ohm,clip后加port,仿真从PCB RF馈入点到die端的S参数。S11<-20dB,S21<-3,很好。
5 V# X% s# d/ H4 D. I% e  ]( e9 X
9 t1 x% O: o- G; K& n$ T7 i  w4 f
5.PI分析* H* c+ h# R6 ^* Q
RF die的主电源1.8v,最大电流60mA,5%的纹波容限,则Rtarget=1.8×5%/0.06=1.5ohm
' M: K* K; g- y3 y# s4 {+ [0 d9 j" wBB die的core电源1.2v,最大电流80mA,5%的纹波容限,则Rtarget=1.2×5%/0.08=0.75ohm
& p5 @! ^# P. K+ cBB die的IO电源3.3v,最大电流8mA,5%的纹波容限,则Rtarget=3.3×5%/0.008=20ohm) w! Q% u& i& l. s
将电源相连的电容与siwave的电容库做map,将die端和package的电源和地已经各自做group,并生成仿真端口。启动扫描,看结果。
# H7 q$ J+ M! }0 _9 t6 G+ \% i1 o! v从仿真结果看,3.3v,1.2v电源的阻抗在1GHz内都满足要求,1.8电源在1G附近阻抗超标。% u, E( ~1 e  |& |+ Y. B2 ]
1 p0 v# Q9 ~( S$ b; y8 b
& C/ K4 `! w# l# Y/ ^- ^- X& `

& V0 z; g/ h) u0 H" n6.PI 优化
! Q' W/ T# f( Q/ `3 y% k+ M上面的仿真全部用的0.1uF的电容,从上面结果看,可通过优化电容组合,压低1.8v在1G附近的阻抗。在芯片bonding finger附近各加一个1nF电容。结果如下图,1.8v在1G附近压到1ohm以下。
# f( D3 D8 p* }. _$ h, j1 C原设计供用21颗电容,通过仿真,在满足阻抗要求的情况下,可少用7颗0201元件(对于封装里那点空间来说是相当宝贵)。
6 W. ]4 S# K" P# y对于整个解决方案来说,200KHz~1G频段电源阻抗都达标,有在贴到PCB上时,外部基本不需要放置电容了。
2 w1 q) ~0 t3 z$ b; r' C" y由于封装内部放不下大电容,所以200KHz以下交给电源模块去处理了;1G以上只能有片上电容解决。8 E3 V' w0 G5 q: u5 M( B
/ v4 Q7 W/ I0 J" q" F
注:由于die上电源和地没有细分电源域,做group的PI分析结果是偏乐观的。! @; _* n$ s% c* f( i

+ l4 k* c& |- s8 p
5 ?/ Q7 n' ?1 x+ P) g  p; W7.结合PCB上的PDN,PCB上在封装的每个电源pin各放一个2.2uF和0.1uF的0402电容(有点过了),做协同的结果如下:
2 I1 q! q  Q9 W, Y) X0 | " `; _5 S9 D2 O

; F' O) N( J5 }  ?+ ?+ q; O3 A8.上面都是电源从频域阻抗的角度去看电源完整性的问题,下面是从时域的角度看.
( j7 a5 V/ \" |" u  x$ \6 Z1 ^1 [& T将上面PDN的扫描结果导出S参数文件到designer,加上在电压源和电流源(Tr,Tf=500ps),探测die端电压的波动.) z- w1 X% x4 j
结果纹波都在5%以内,且余量很足.
# }8 v5 g0 j# w3.3v电源纹波max=0.048v<5%x3.3v=0.165v6 G; K* A6 r; U/ Z( v9 p  I  _2 M
1.8v电源纹波max=0.029v<5%x1.8v=0.09v
- L. K1 z6 D( Y# R# s$ E1.2v电源纹波max=0.025v<5%x1.2v=0.06v
0 J! a; b7 C$ y" p9 W
/ l8 @0 g3 l0 ]9 z3 C/ o. L5 `# R7 t8 M2 |4 m- K1 G" ^
9.当把电流源的Tr,Tf设为100ps时,
3 y8 f9 y8 @4 h1 O* y& G. C3.3v电源纹波max=0.090v<5%x3.3v=0.165v
" Q5 s+ m: `7 q; t$ u+ A+ y+ t9 d1.8v电源纹波max=0.127v>5%x1.8v=0.09v3 v) ?# W+ [0 E
1.2v电源纹波max=0.162v>5%x1.2v=0.06v

. W5 g: }0 F% Y) w% R  T" ZTr,Tf的重要性从这里可以体现了,结合第7条PDN阻抗曲线及这两个仿真结果可以很好的理解BW=0.35/Tf这个经验公式.4 L, }* }8 l6 [9 b) a" R
) d* y8 z, L4 j6 `

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2#
发表于 2012-3-31 20:14 | 只看该作者
本帖最后由 yuxuan51 于 2012-3-31 20:17 编辑 % S. o% O2 U. H2 \# j1 b

9 H% u6 Q' ]' n# o  B囧了,平时很少做package的仿真,主要是模型太难找了,LZ要是可以的话不知道能否共享些封装模型. Y6 f8 R4 b* L  F: V- S
* m9 I- ?: w5 u$ f: |5 ?* z3 O
其实package和PCB的co-simulation是一件非常有意思的事情
  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-4-28 15:02
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    [LV.3]偶尔看看II

    3#
    发表于 2012-4-1 13:52 | 只看该作者
    版主如何将测试板siwave文件与封装的siwave叠起来协同仿真啊。

    该用户从未签到

    4#
     楼主| 发表于 2012-4-1 16:08 | 只看该作者
    willyeing 发表于 2012-4-1 13:52 , s9 G2 s$ U9 H( V$ _
    版主如何将测试板siwave文件与封装的siwave叠起来协同仿真啊。

    ' N1 G5 l& H4 Q9 d3 W6 V/ {4 xtools菜单下
  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-4-28 15:02
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    [LV.3]偶尔看看II

    5#
    发表于 2012-4-5 12:32 | 只看该作者
    pjh02032121 发表于 2012-4-1 16:08
    $ D) z: P. r9 Y7 R8 ctools菜单下
    & F1 Z  n& E3 Y, @( Y
    电源与地做group是否会不准啊。

    点评

    有可能的哇。  发表于 2013-2-4 17:31

    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2012-4-5 12:37 | 只看该作者
    willyeing 发表于 2012-4-5 12:32
    & s! S2 L2 F& q, z, B电源与地做group是否会不准啊。

    9 s" A  Y: j3 l) B* P6 f2 j  x' S) @$ X不同电源域分别做group会比较准,全部做group的话,结果偏于乐观.
    ) {! y/ v( a  C  A
  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-4-28 15:02
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    [LV.3]偶尔看看II

    7#
    发表于 2012-4-5 15:23 | 只看该作者
    pjh02032121 发表于 2012-4-5 12:37
    & R' ]2 b' Q4 b8 y) D不同电源域分别做group会比较准,全部做group的话,结果偏于乐观.
    - l2 S! e9 r3 j' r7 Z
    谢谢!
  • TA的每日心情
    擦汗
    2020-1-14 15:59
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    8#
    发表于 2012-4-5 23:15 | 只看该作者
    pjh02032121 发表于 2012-4-1 16:08 2 D  ]; Y' J9 R
    tools菜单下
    ( g5 p  b" _& ^. |. }& |: b
    在哪里啊,没看的  什么版本的?

    该用户从未签到

    9#
    发表于 2012-4-17 15:54 | 只看该作者
    很有意思啊
  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-4-28 15:02
  • 签到天数: 13 天

    [LV.3]偶尔看看II

    10#
    发表于 2012-4-17 16:39 | 只看该作者
    mengzhuhao 发表于 2012-4-5 23:15
      G' A0 t" K4 I0 h在哪里啊,没看的  什么版本的?

    ) B- z* e+ J! qtools-attach package Design...
  • TA的每日心情
    擦汗
    2020-1-14 15:59
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    11#
    发表于 2012-4-17 18:30 | 只看该作者
    "Tr,Tf的重要性从这里可以体现了,结合第7条PDN阻抗曲线及这两个仿真结果可以很好的理解BW=0.35/Tf这个经验公式" 没理解明白

    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2012-4-17 19:20 | 只看该作者
    本帖最后由 pjh02032121 于 2012-4-17 19:24 编辑 - ]& [  D0 N, F: e* K; s0 r
    mengzhuhao 发表于 2012-4-17 18:30 : S* i" O( f# o4 z+ v
    "Tr,Tf的重要性从这里可以体现了,结合第7条PDN阻抗曲线及这两个仿真结果可以很好的理解BW=0.35/Tf这个经验公 ...

    % D' l. ~' ?4 z, a0 N7 k
    & {) D4 M8 o9 l我是刚入门,以下是我个人的理解,BW=0.35/Tr,' m* C5 q# p8 X% u) I; C4 D2 V
    Tr=500ps信号带宽700MHz,此PDS在700MHz之内的阻抗都是在目标阻抗以下,所以纹波不会超标;
    ( ?& h) d" B: H  ?& [* A" K$ FTr=100ps信号带宽3.5GHz,此PDS在1~3.5GHz之内的阻抗都是在目标阻抗不达标,超出了PDS的去耦范围,所以纹波会超标;
    ' n3 D6 f+ x) f& o, V* c
    4 k- L( m' t/ \7 k! w) D* I+ i最近看了“信号完整性分析”这本书,以上是个人理解,若有不对的地方,还请高手指正。

    该用户从未签到

    13#
    发表于 2012-6-10 21:35 | 只看该作者
    学习了,好的资料
  • TA的每日心情
    开心
    2023-11-30 15:49
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    14#
    发表于 2012-7-15 09:37 | 只看该作者
    太棒了。

    该用户从未签到

    15#
    发表于 2014-4-18 16:42 | 只看该作者
    楼主要是能将工程文件分享,真的是普度众生了!
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