SIシミュレーションをしながらのプリント基板の設計は辛い

オシロスコープの画像 SI解析

SIシミュレーションで波形をとりながら、プリント基板の設計を行うことがあります。

SIシミュレーションに多くのパワーを奪われて、プリント基板の設計が進まないという状況になりがちです。

SIシミュレーションの経験数も少なく、電子回路知識も豊富ではないので解析スキルが低く、辛さを感じることもあります。

本記事も、現時点での知識の中で書いていますので、知識以上の言葉は出てきません。

言葉が足りなかったり間違えていたりするかもしれません。

後で読み返して、おかしいところがあったら修正しつつ完成度を挙げていきたいと思います。

SIシミュレーションのSIはシグナル・インテグリティ(Signal Integrity)を略したもので、プリント基板のパターンに流れる信号の品質のこと。 デジタル回路が高速化すればするほど、ドライブするICからレシーブするICまで電気信号を正しく伝送することが難しくなります。 SIシミュレーションを行うようになり、わかった事ですが配線長が短いパターンの波形は乱れが少ないという事を実感しています。 SIシミュレーションをして波形を解析してベストな状態へ導くのがSIシミュレーションになります。 SIシミュレーションの前準備

・SIシミュレーションするネットを決定する
 SIシミュレーション対象のネットを洗い出します。

・SIシミュレーション対象のネットに接続される部品を調べる。
 SIシミュレーション対象の部品のメーカー型式名を洗い出す作業になります。

・SIシミュレーション対象ネットに繋がる部品のシミュレーションモデルとデータシートを集める。

SIシミュレーションで使用するソフトによってモデルが異なります。

SIシミュレーションソフトが対応しているシミュレーションモデルをメーカーサイトから入手します。

無い場合は設計依頼元に請求。

合わせて、部品のスペックを知る為にデータシートも同時に入手します。
 
・部品個々の絶対定格をピックアップする。
 全てのデータシートに記載があるわけではありませんが、データシートからVIH・VIL、+Vin・-Vin、セットアップタイム・ホールドタイム、立ち上がりの時間・立ち下がりの時間、Highレベルの時間幅・Lowレベルの時間幅、オーバーシュート電圧やアンダーシュート電圧などの情報を抜粋する。

・動作周波数を調べる
 ベースクロックの周波数でなく、実際にデータをやりとりする時の動作周波数を調べます。動作周波数がシミュレーション時に入力する周波数になります。

・基板の層構成の詳細を調べる
 基板業者から層構成の詳細資料を入手します。

SIシミュレーション

SIシミュレーションには、プリシミュレーションとポストシミュレーションがあります。

プリシミュレーションは配線が始まる前に方針を決めるシミュレーション。

ポストシミュレーションは配線が完了して大丈夫ですよ。という事を確認するシミュレーションになります。

まとめ

SIシミュレーションを行いながらプリント

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