(一)Ansoft公司的仿真工具

現(xiàn)在的高速電路設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到GHz的水平，高速設(shè)計(jì)要求從三維設(shè)計(jì)理論出發(fā)對(duì)過孔、封裝和布線進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)來解決信號(hào)完整性問題。高速設(shè)計(jì)要求中國(guó)工程師必須具備電磁場(chǎng)的理論基礎(chǔ)，必須懂得利用麥克斯韋爾方程來分析設(shè)計(jì)過程中遇到的電磁場(chǎng)問題。目前，Ansoft公司的仿真工具能夠從三維場(chǎng)求解的角度出發(fā)，對(duì)設(shè)計(jì)的信號(hào)完整性問題進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。
Ansoft的信號(hào)完整性工具采用一個(gè)仿真可解決全部設(shè)計(jì)問題：

SIwave是一種創(chuàng)新的工具，它尤其適于解決現(xiàn)在高速和復(fù)雜IC封裝中普遍存在的電源輸送和信號(hào)完整性問題。

該工具采用基于混合、全波及有限元技術(shù)的新穎方法，它允許工程師們特性化同步開關(guān)噪聲、電源散射和地散射、諧振、反射以及引線條和電源/地平面之間的耦合。該工具采用一個(gè)仿真方案解決整個(gè)設(shè)計(jì)問題，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。

它可分析復(fù)雜的線路設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)由多重、任意形狀的電源和接地層，以及任何數(shù)量的過孔和信號(hào)引線條構(gòu)成。仿真結(jié)果采用先進(jìn)的3D圖形方式顯示，它還可產(chǎn)生等效電路模型，使商業(yè)用戶能夠長(zhǎng)期采用全波技術(shù)，而不必一定使用專有仿真器。

(二)SPECCTRAQuest

Cadence的工具采用Sun的電源層分析模塊：

Cadence Design Systems的SpecctraQuest 信號(hào)完整性套件中的電源完整性模塊據(jù)稱能讓工程師在高速設(shè)計(jì)中更好地控制電源層分析和共模EMI。

該產(chǎn)品是由一份與Sun Microsystems公司簽署的開發(fā)協(xié)議而來的，Sun最初研制該項(xiàng)技術(shù)是為了解決母板上的電源問題。

有了這種新模塊，用戶就可根據(jù)系統(tǒng)要求來算出電源層的目標(biāo)阻抗；然后基于板上的器件考慮去耦合要求，Shah表示，向?qū)С绦蚰軒椭脩舸_定其設(shè)計(jì)所要求的去耦合電容的數(shù)目和類型；選擇一組去耦合電容并放置在板上之后，用戶就可運(yùn)行一個(gè)仿真程序，通過分析結(jié)果來發(fā)現(xiàn)問題所在。

SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系統(tǒng)板級(jí)設(shè)計(jì)工具，通過它可以控制與 layout相應(yīng)的限制條件。在SPECCTRAQuest菜單下集成了一下工具：

（1） SigXplorer可以進(jìn)行走線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的編輯。可在工具中定義和控制延時(shí)、特性阻抗、驅(qū)動(dòng)和負(fù)載的類型和數(shù)量、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及終端負(fù)載的類型等等?？稍?詳細(xì)設(shè)計(jì)前使用此工具，對(duì)互連線的不同情況進(jìn)行仿真，把仿真結(jié)果存為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模板，在后期詳細(xì)設(shè)計(jì)中應(yīng)用這些模板進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2） DF/Signoise工具是信號(hào)仿真分析工具，可提供復(fù)雜的信號(hào)延時(shí)和信號(hào)畸變分析、IBIS模型庫(kù)的設(shè)置開發(fā)功能。SigNoise是 SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert進(jìn)行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以進(jìn)行反射、串?dāng)_、SSN、EMI、源同步及系統(tǒng)級(jí)的仿真。

（3） DF/EMC工具——EMC分析控制工具。

（4） DF/Thermax——熱分析控制工具。

SPECCTRAQuest中的理想高速設(shè)計(jì)流程：

由上所示，通過模型的驗(yàn)證、預(yù)布局布線的space分析、通過floorplan制定拓樸規(guī)則、由規(guī)則驅(qū)動(dòng)布局布線、后期的驗(yàn)證完成單板的設(shè)計(jì)。故在設(shè)計(jì)過程中我們要運(yùn)用SPECCTRAQUEST完成SPACE分析、拓樸建立和floorplan、實(shí)時(shí)的規(guī)則驅(qū)動(dòng)布局及后驗(yàn)證等。

(三)Spice仿真程序

SPICE仿真程序：

電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員有時(shí)需要對(duì)系統(tǒng)中的部分電路作電壓與電流關(guān)系的詳細(xì)分析，此時(shí)需要做晶體管級(jí)仿真（電路級(jí)），這種仿真算法中所使用的電路模型都是最基本的元件和單管。仿真時(shí)按時(shí)間關(guān)系對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的I/V關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。這種仿真方法在所有仿真手段中是最精確的，但也是最耗費(fèi)時(shí)間的。

SPICE（Simulation program with integrated circuit emphasis）是最為普遍的電路級(jí)模擬程序，各軟件廠家提供提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本spice軟件，其仿真核心大同小異，都是采用了由美國(guó)加州Berkeley大學(xué)開發(fā)的spice模擬算法。

SPICE可對(duì)電路進(jìn)行非線性直流分析、非線性瞬態(tài)分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨(dú)立電壓源、獨(dú)立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導(dǎo)體器件。SPICE內(nèi)建半導(dǎo)體器件模型，用戶只需選定模型級(jí)別并給出合適的參數(shù)。

(四)ZUEKN的EMC-Workbench

Zuken公司的虛擬原型設(shè)計(jì)工具：

該公司首次推出最新版虛擬原型設(shè)計(jì)產(chǎn)品，用于其“線路板完整性”設(shè)計(jì)流程中。新產(chǎn)品Hot-Stage 4通過引入一致的、約束驅(qū)動(dòng)的工程環(huán)境，在高速設(shè)計(jì)工藝方面引起了一場(chǎng)革命。

此新產(chǎn)品包含基于電子制表軟件的約束管理器、自動(dòng)約束向?qū)А?quot;假設(shè)分析"編輯器、嵌入式布線器，具有在線仿真、驗(yàn)證以及EMI和熱分析等功能。

Hot-Stage 4能夠解決在當(dāng)今高速設(shè)計(jì)過程中的信號(hào)完整性、EMI、散熱以及可制造性等問題，為設(shè)計(jì)工程師和布局工程師提供了一種設(shè)計(jì)糾正方法。工程師輸入約束條件，該工具便可自動(dòng)合成滿足要求的設(shè)計(jì)。約束條件是在類似Windows的環(huán)境中進(jìn)行管理的。其樹狀瀏覽器可以方便地設(shè)計(jì)索引，而電子制表軟件可以編輯電氣約束條件并顯示非法約束，所有這些均在一個(gè)界面中實(shí)現(xiàn)，因此減少了重復(fù)設(shè)計(jì)，降低了生產(chǎn)成本，并縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間。

獨(dú)立選項(xiàng)Hot-Stage EMI通過快速檢查輻射效應(yīng)的全板掃描，進(jìn)一步增強(qiáng)了該產(chǎn)品的功能。據(jù)稱這是判斷輻射源的有效方法，可使用戶事先了解整個(gè)線路板的EMC性能，并幫助避免由EMC性能差而帶來的問題。

ZUEKN公司的系統(tǒng)級(jí)EMC/EMI分析軟件EMC-Workbench 由三部分模塊構(gòu)成：

EMC-ENGINEER 電磁兼容分析模塊、SI-WORKBENCH 信號(hào)一致性分析模塊、RADIATION-WORKBENCH 輻射分析模塊

EMC-Engineer電磁兼容分析模塊全面快速診斷你的設(shè)計(jì)：

EMC-Engineer在設(shè)計(jì)的早期檢查或系統(tǒng)的EMC/EMI特性，即便在剛剛完成布局階段，就可以用此工具進(jìn)行分析?？梢钥焖俜治龀鲈O(shè)計(jì)當(dāng)中的反射、串?dāng)_、輻射等問題，更詳細(xì)的分析可以用信號(hào)一致性分析工具（SI-Workbench）和輻射分析工具(RADIATION- Workbench)來實(shí)現(xiàn)。早期對(duì)有問題的設(shè)計(jì)區(qū)域的檢測(cè)使得設(shè)計(jì)師可以高效率低成本地優(yōu)化你的設(shè)計(jì)。

EMC-Engineer包括：設(shè)計(jì)中的最大過沖、下沖；確定精確的特征阻抗；延時(shí)和失真的計(jì)算；虛擬走線（布線）信號(hào)一致性和時(shí)序分析；輻射場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算；確定共模方式電壓分布；計(jì)算或確定由寄生參數(shù)所引發(fā)的共模方式輻射；走線長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)，器件數(shù)量和器件技術(shù)統(tǒng)計(jì)以及過孔統(tǒng)計(jì)等；規(guī)則定義環(huán)境；一組可以用戶定義規(guī)則的設(shè)計(jì)環(huán)境；一組可以用戶化定義的結(jié)果視窗；綜合數(shù)據(jù)管理和庫(kù)管理功能；支持IBIS模型；支持SPICE模型；自動(dòng)產(chǎn)生項(xiàng)目文檔；SDF（Standard Delay Format）文件輸出等。

SI-Workbench信號(hào)一致性分析模塊分析信號(hào)一致性影響：

信號(hào)一致性分析模塊SI-Workbench 可以用來對(duì)多層和多塊系統(tǒng)進(jìn)行精確的串?dāng)_和反射影響的仿真分析。一個(gè)內(nèi)嵌的二維電磁場(chǎng)算法用來計(jì)算傳輸線的電參數(shù)，器件的行為特性用線性特性來描述。

SI-Workbench包括：傳輸線參數(shù)計(jì)算；快速的反射和串?dāng)_仿真；輸出數(shù)據(jù)管理和庫(kù)管理功能；支持IBIS模型；支持SPICE模型；交互的和全自動(dòng)模式的分析方法；電子表格式結(jié)果管理；高功能的圖形化后處理；虛擬參數(shù)的匹配網(wǎng)格加入功能；拓?fù)渚庉嬈饔糜?quot;What-if"分析；自動(dòng)產(chǎn)生項(xiàng)目文檔。

RADIATION-Workbench輻射分析模塊分析輻射/放射影響：

輻射分析模塊REDIATION-Workbench基于三維傳輸線結(jié)構(gòu)，用三維波形仿真器計(jì)算輻射和放射特性。包括：對(duì)多層和系統(tǒng)以及封閉倉(cāng)的輻射/放射分析。器件的模型是用宏模型來描述的。

在一個(gè)虛擬的測(cè)試環(huán)境中，允許設(shè)計(jì)師以高度逼真的方式仿真你的設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果包括輻射譜、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)掃描以及輻射模式等。結(jié)果數(shù)據(jù)可以用二維視圖工具和三維視圖工具直觀顯示出來。

RADIATION-Workbench 包括：傳輸線參數(shù)計(jì)算；三維全波仿真；輻射譜分析；近、遠(yuǎn)場(chǎng)分析；　二維和三維輻射模式；綜合數(shù)據(jù)管理和庫(kù)管理功能；支持IBIS模型；支持SPICE模型；虛擬測(cè)試環(huán)境仿真；二維和三維圖形后處理；拓?fù)渚庉嬈饔脕?quot;What-if"仿真；自動(dòng)項(xiàng)目文檔生成功能。

(五)Mentor的ICX信號(hào)完整性解決方案

這是第一種在單一仿真環(huán)境下支持SPICE、IBIS和VHDL-AMS的信號(hào)完整性工具： ICX 3.0可適用由高速數(shù)字較高時(shí)鐘頻率和信號(hào)邊緣速率導(dǎo)致的信號(hào)完整和時(shí)序的挑戰(zhàn)，使仿真效率和精度更高。該解決方案可使允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，并提高系統(tǒng)性能，也給IC廠商更多設(shè)備動(dòng)作建模選擇。除了ICX 3.0，明導(dǎo)資訊還發(fā)布了Tau 3.0產(chǎn)品，這是該公司板級(jí)時(shí)序解決方案的最新版本，現(xiàn)在與ICX有著更高程度的集成。


ICX 3.0和Tau 3.0可用性強(qiáng)，有多種接口，并有多項(xiàng)功能改善，提高了可高速設(shè)計(jì)性能。ICX3.0為該公司的設(shè)計(jì)工具Expedition和Board Station系列提了供增強(qiáng)型接口，包括新型的ICX和Expedition產(chǎn)品的雙向接口，使用戶可以利用ICX工具在信號(hào)完整性設(shè)計(jì)和驗(yàn)方面的全部功能。

Tau 3.0所集成的符號(hào)時(shí)序分析功能為板極電路的時(shí)序驗(yàn)證需要提供了解決方案。Tau 3.0是Tau仿真/分析儀的主要更新版本，增強(qiáng)了可用性，在分析時(shí)也保留了更多具體信息。