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使用 ANSYS SIwave 求解器在 ANSYS AEDT 中预测串行通道性能并生成眼图

news 来源：原创 2025/8/21 16:30:45

PCB 仿真

如今，无线射频设备日益复杂，对大型复杂 PCB 设计进行准确、高效仿真的需求也随之增加。在设计流程的早期识别和预测潜在问题可以节省资源、时间和金钱。SIwave 可帮助您对现代高性能电子产品中典型的高速通道和完整的输电系统进行建模、仿真和验证。它可准确提取数 GB 的 SERDES 和内存总线，为各种设计提供产品签核合规性。SIwave 对完整配电网络（PDN）的全波提取使您能够验证噪声容限，并通过低压设计中的自动去耦分析确保满足阻抗曲线。

概述

在本博客中，我们将使用 ANSYS Electronics Desktop （AEDT）中的 HFSS 3D 布局工具在 PCB 模型上设置串行通道。将使用 ANSYS SIwave 和 ANSYS Nexxim 瞬态求解器从 AEDT 的布局界面生成眼图，而无需创建单独的电路原理图或网表。

工作流

此 demo 的工作流程包括以下步骤：

将提取 iMX6Q 控制器（U100）和连接器（JL10）之间的部分 HDMI 通道寄生效应。HDMI 速度为 3.2 Gbps（1080p），60x1920 分辨率的刷新率为 1080 Hz。感兴趣的网络只有：

TX_TMDS1_P/N（数据）
TX_TMDS2_P/N（数据

添加眼源和终止

要创建眼图，我们需要添加眼源并将它们连接到控制器。

将 eye 源属性设置为：

trise= 的 50 ps。
tfall = 50 ps.
UIorPBS 转换为 UnitInterval
UIorBPSValue 转换为值为 1/3.2 G 的 UI。
单击 BitPattern 按钮，打开 Bit pattern data 对话框
- 在 Bit pattern data 对话框中设置：
- 输入 PRBS 数据（Enter PRBS Data）的单选按钮
- PRBS 长度为 15
- PRBS 种子到 1
- 单击 OK 关闭 Bit pattern data 对话框

添加 2 个 eye 源后，我们需要将它们连接到控制器。要建立连接：

选择第一个源，然后按住 Ctrl 键并选择 U100 iMX6Q 控制器。
右键单击并选择 Connect Pins...，这将打开 Pin Connectivity 对话框
在 Pin Connectivity 对话框的 U100 列中，在 Filter...部分，键入 *TX0_T* 并单击 Enter 键以向下选择信号列表
在 EYESOURCE_DIFF 列中，选择负数
在 U100 列中，选择 U100。J3.TX0_TMDS1_N[TX0_TMDS1_N]
单击 --> 按钮以映射它们
在 EYESOURCE_DIFF 列中，选择正
在 U100 列中，选择 U100。J4.TX0_TMDS1_N[TX0_TMDS1_P]
单击 --> 按钮以映射它们
单击 OK 关闭 Pin Connectivity 对话框

选择第二个源并重复相同的步骤

在 EYESOURCE_DIFF 列中，选择负数
在 U100 列中，选择 U100。K3.TX0_TMDS2_N[TX0_TMDS2_N]
单击 --> 按钮以映射它们
在 EYESOURCE_DIFF 列中，选择正
在 U100 列中，选择 U100。K4.TX0_TMDS2_N[TX0_TMDS2_P]
单击 --> 按钮以映射它们
单击 OK 关闭 Pin Connectivity 对话框

现在我们需要在连接器侧添加 100 欧姆的终端，类似地：

在布局中，选择一个电阻器
按住 Ctrl 键并选择组件 J10L 连接器
右键单击并选择 Connect Pins...，这将打开 Pin Connectivity 对话框
在 Pin Connectivity （引脚连接）对话框的 RES_ 列下，选择 terminal_0
在 J10L 列中，选择 J10L.6.TX0_TMDS1_N[TX0_TMDS1_N]
单击 --> 按钮以映射它们
在 RES_ 列中，选择 terminal_1
在 J10L 列中，选择 J10L.4.TX0_TMDS1_P[TX0_TMDS1_P]
单击 --> 按钮以映射它们
单击 OK 关闭 Pin Connectivity 对话框

连接第二个电阻：

选择另一个电阻器
按住 Ctrl 键并选择组件 J10L 连接器
右键单击并选择 Connect Pins...
在 Pin Connectivity （引脚连接）对话框的 RES_ 列下，选择 terminal_0
在 J10L 列中，选择 J10L.3.TX0_TMDS2_N[TX0_TMDS2_N]
单击 --> 按钮以映射它们
在 RES_ 列中，选择 terminal_1
在 J10L 列中，选择 J10L.1.TX0_TMDS2_P[TX0_TMDS2_P]
单击 --> 按钮以映射它们
单击 OK 关闭 Pin Connectivity 对话框

调整 SIwave 解决方案设置

在本次研讨会中，我们将使用 SIwave 求解器来提取 SYZ 参数。

在 Project Manager 中，展开 Analysis
双击 Cosim 选项（HFSS）以显示 Co-Simulation Options 对话框
选中 Setup override：框，并将其设置为 SIwaveSYZ 1
选中 Sweep override：复选框，并将其设置为 Sweep1
单击 OK 关闭 Co-Simulation Options 对话框

添加 Transient Solution Setup

添加 SIwave 解设置后，我们将定义瞬态解设置。

在 Project Manager 中，右键单击 Analysis
选择 Add Nexxim Solution Setup... -> Transient Analysis
这将打开 Transient Analysis 对话框
在 Transient Analysis 对话框中，将 Start 设置为 0.1 ns，将 Stop 设置为 2us
单击 OK 关闭 Transient Analysis 对话框

创建眼图

在 SIwave 和 transient 仿真完成后，我们可以按照以下步骤创建眼图;

在功能区中，突出显示 Results 选项卡，单击 Eye Diagram Report 旁边的小三角形，然后选择 2D 以显示 Report 对话框
在 Report （报告）对话框的 Trace （跟踪）选项卡下，设置：
- 瞬态设置 1 的解决方案
- 域到时间
- 单位间隔：输入 1/3.2e9 s
- 眼图：V（J10L.4.TX0_TMDS1_P）-V（J10L.6.TX0_TMDS1_N），即负载电阻处的差分电压
单击 New Report 按钮
单击 Close 关闭 Report 对话框

下面是图。

我们还可以定义一个蒙版，以便使用 Eye Diagram （眼图）报告进行查看。要添加数据掩码，请打开 Edit eye mask 对话框：

在眼图图中，点击图底部的 X 轴（Time）或附近以选择 X 轴
在 Properties 窗口中，选择 Mask 选项卡
点击 Edit 按钮，这将弹出 Edit eye mask 对话框

在 Edit eye mask 对话框中，单击 Edit 按钮，这将打开 Edit Dataset 窗口
在 Edit Dataset （编辑数据集）窗口的 Coordinates （坐标）区域中，输入掩码数据：
时间 [ps]： 200ps 和电压 [mV]： 0mV
时间 [ps]： 250ps 和电压 [mV]： 200mV
时间[ps]： 375ps 和电压[mV]： 200mV
时间 [ps]： 425ps 和电压 [mV]： 0mV
时间[ps]： 375ps 和电压[mV]： -200mV
时间[ps]： 250ps 和电压[mV]： -200mV
时间 [ps]： 200ps 和电压 [mV]： 0mV
单击 OK 关闭 Edit Dataset 窗口
单击 OK 关闭 Edit eye mask 对话框

下面是显示数据掩码的眼图图。

使用 ANSYS SIwave 求解器在 ANSYS AEDT 中预测串行通道性能并生成眼图

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