基于ANSYS的信号和电源完整性设计与分析

本书主要介绍信号完整性和电源完整性的基础理论和设计方法，并结合实例，详细介绍了如何在ANSYS仿真平台完成相关仿真并分析结果。同时，在常见的数字信号高速电路设计方面，本书详细介绍了高速并行总线DDR3和高速串行总线PCIE、SFP+传输的特点，以及运用ANSYS仿真平台的分析流程和方法。本书特点是理论和实例相结合，并且基于ANSYS 15.0的SIWave、HFSS、Designer仿真平台，使读者可以在软件的实际操作过程中，理解高速电路设计理念，同时熟悉仿真工具和分析流程，发现相关的问题并运用类似的设计、仿真方法去解决。

周润景教授，中国电子学会高级会员，IEEE/EMBS会员，国家自然科学基金项目"高速数字系统的信号与电源完整性联合设计与优化”等多项国家级、省部级科研项目负责人，主要从事模式识别与智能系统、控制工程的研究与教学工作，具有丰富的教学与科研经验。

第1章 信号完整性
1.1 信号完整性的要求及问题的产生
1.2 信号完整性问题的分类
1.3 传输线基础理论
1.4 端接电阻匹配方式
1.5 仿真模型
1.6 S参数
1.7 电磁场求解方法
第2章 HDMI的仿真与测试
2.1 HDMI简介
2.2 HDMI信号完整性前仿真分析
2.3 HDMI信号完整性后仿真分析
2.3.1 切割TMDS差分线
2.3.2 频域分析
2.3.3 时域分析
2.3.4 差分对匹配
2.3.5 实测对比
2.4 本章小结
第3章 PCIE仿真与测试
3.1 PCIE简介
3.2 SIwave提取传输线S参数
3.2.1 运行SIwave
3.2.2 确认检查
3.2.3 分割差分线区域
3.2.4 自动端口生成
3.2.5 全局设置及仿真
3.2.6 计算S、Y、Z参数
3.2.7 导出S参数
3.3 差分对建模仿真分析
3.3.1 创建项目
3.3.2 设置求解类型
3.3.3 设置模型单位
3.3.4 创建差分线模型
3.4 在Designer中联合仿真
3.4.1 添加IBIS模型
3.4.2 导入HFSS文件（差分线模型、过孔模型、连接器模型）
3.4.3 放置元件
3.5 PCIE的仿真与实测对比
3.5.1 测试环境与仪器介绍
3.5.2 仿真与实测对比
3.6 本章小结
第4章 SFP+高速通道的仿真与测试
4.1 SFP+简介
4.2 SFP+通道仿真
4.2.1 转换Brd文件到ANF文件
4.2.2 切割评估板
4.2.3 使用SIwave自动创建Port
4.2.4 模型检查
4.2.5 仿真设置
4.2.6 查看仿真结果
4.2.7 查看差分参数
4.2.8 导出s4p参数模型
4.3 系统级频域S参数仿真
4.3.1 添加S参数模型
4.3.2 添加频率扫描
4.3.3 查看仿真结果
4.4 TDR仿真
4.4.1 添加参数模型
4.4.2 建立瞬态分析
4.4.3 创建结果报告
4.5 时域眼图仿真
4.5.1 输入AMI模型
4.5.2 设置AMI模型
4.5.3 仿真设置
4.5.4 查看眼图
4.5.5 添加眼罩
4.6 SFP+通道实际测试
4.7 本章小结
第5章 并行通道DDR3仿真与分析
5.1 DDR3简介
5.2 使用SIwave提取DDR3数据组
5.3 基于Designer的SI仿真
5.3.1 新建工程
5.3.2 选择器件
5.3.3 运行分析
5.4 DDR的SI+PI仿真
5.4.1 眼图分析
5.4.2 SSN分析
5.4.3 选取更多频率点的分析
5.5 IR drop仿真
5.5.1 SIwave IR压降检查
5.5.2 IR压降仿真
5.6 2.5维、三维模型在信号完整性中的对比分析
5.7 本章总结
第6章 电源完整性问题
6.1 电源完整性概述
6.2 电源噪声形成机理及危害
6.3 VRM模块
6.4 电容去耦原理
6.4.1 从储能角度来理解
6.4.2 从阻抗角度来理解
6.5 PDS阻抗分析
6.5.1 PDS简介
6.5.2 PCB PDS仿真
6.6 PCB谐振仿真
6.6.1 谐振简介
6.6.2 PCB谐振仿真
6.6.3 去耦电容容值估算
6.6.4 两种去耦电容配置方法
6.6.5 PCB谐振优化
6.7 传导干扰和电压噪声测量
6.8 直流压降分析
6.9 串行通道的SSN分析
6.10 DDR3的同步开关噪声分析
6.10.1 “Stratix IV GX FPGA Development Board”电路板简介
6.10.2 SIwave提取传输线S参数
6.10.3 在Designer中进行DDR的SSN分析
6.11 本章小结
第7章 辐射分析
7.1 电磁兼容概述
7.2 电磁兼容相关标准
7.3 电磁干扰方式
7.3.1 差模辐射
7.3.2 共模辐射
7.4 辐射仿真与分析
7.5 本章小结
第8章 信号完整性问题的场路协同仿真
8.1 SMA串行通道仿真
8.1.1 Stratix V GX信号完整性开发板简介
8.1.2 从Cadence导入SIwave
8.1.3 在SIwave中进行SMA通道仿真
8.2 SMA建模
8.2.1 PCB的切割
8.2.2 建立基座和同轴线缆
8.2.3 添加Wave Port
8.2.4 仿真设置
8.2.5 查看仿真结果
8.3 Designer对整个高速互连通道进行系统级仿真
8.3.1 导入参数模型
8.3.2 设置仿真参数和查看仿真结果
8.3.3 TDR仿真
8.3.4 时域眼图分析
8.4 本章小结
参考文献