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HyperLynx（十五）多板仿真

news 来源：原创 2024/5/20 15:31:28

1.多板仿真概述
2.建立多板仿真项目
3.运行多板仿真
4.多板仿真练习

1.多板仿真概述
在现代设计里，一个设计往往由几个PCB组成，典型的主板与内存条就是一个多板互连的应用。BoardSim 现在具有了加载多板、连接器及对其进行仿真的能力。每一块板子或是由它们的常规BoardSim文件“HYP”确定，或是由PCB对应的IBIS模型文件“.EBD”确定。如果所有的板子都是设计者自己设计的，那么在加载时，用.HYP文件来调用它们比较方便;如果一些板子来自第三方，则第三方应该提供.EBD文件。
HYP文件与EBD文件之间最主要的不同是:.HYP文件是物理性的，它包括详细的布线、叠层等;
EBD文件纯粹是一个当作传输线、起连接作用的电特性文件，它包括已经计算出来的电感、电容、时延和阻抗值。
HYP文件的连线是实际可见的，.EBD 却不能，因为它没有PCB的物理信息。然而在多板仿真中，二者中任何一种都可用来仿真主板与子板连接器对信号的影响。

2.建立多板仿真项目

在HyperLynx的菜单栏中，选择“File”→“New MultiBoard Project”命令，打开“MultiBoard Project Wizard”对话框，在对话框的 “Project filename”栏中输入项目名，单击“Browse…”按钮，指定项目路径，如图所示：

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单击“Next”按钮，进入项目向导的第2步，单击此对话框中的“Insert…”按钮，找到以下文件:“…\hyperlynx\Demo_Files\ MainBoard.hyp”和“….hyperlynx\Demo_Files\ PlugIn1.hyp。

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【注意】：“PlugIn1hyp”要加载两次，并在“Comment”栏中添加注释，如图所示。如果加载了错误的HYP文件，则可以在“.HYPfiles in this project”列表中单击文件的ID号，将其选中，再单击“Delete”按钮将其删除。

单击“Next”按钮，进入项目向导的第3步，定义板间互连映射。在对话框的“Design file#1”下拉列表中选择“B00，Mainboard”，在其下方的“Reference designators”列表中选择元器件“J1”，然后在“Designfile#2”下拉列表中选择“BO1、RAM1”，在其下方的“Refer ence designators”列表中选择元器件“J1”，单击“Insert”按钮，为这两个元器件建立互连映射。用同样的方法为“BOO:J2”与“B02:J1”建立互连映射，如图所示：

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单击“Next”按钮，进入项目向导的第4步，定义电气互连属性。在对话框的“Interconnection list”列表中选中一个互连映射关系，就可以定义它的电气互连属性了，如阻抗、感抗、电容等，如图所示。

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设置完成后，单击“Finish”按钮，这时HyperLvnx会自动打开多板仿真项目，编辑区域的显示如图所示：

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3.运行多板仿真
单击工具栏中的“Select Net by Name for SI Analysis”图标，打开“Select Net by Name”对话框，在此对话框的“Design file”下拉列表中选择“B00 Mainboard”，然后在网络列表中单击“A0”将其选中，如图所示：

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单击“OK”按钮，关闭“Select Net byName”对话框，此时HyperLynx窗口中只显示网络“A0”。在菜单栏中选择“Simulate SI”“Run Interactive Simulation (SI Oscilloscope)”命令，打开“Digital Oscilloscope”对话框。打开“Probes”对话框，只保留“U2 B01” “U2 B02” “U100 B00”的示波器探针，如图所示：

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在数字示波器窗口中，将驱动波形设置为下降沿，运行仿真，结果如图所示：

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可以看出，此时无论是驱动端还是接收端，信号的反射现象都很严重。为改善信号质量，需要对网络进行端接。
单击王具栏中的“Select Component Models or Edit Values”图标，打开“Assign Models”对话框，打开“Quick Terminator”选项卡。首先在“Design”下拉列表中选择“B00 Mainboard”，在“Quickter- minator”列表中选择引脚“U100.AE19”，在“Terminatorstyle”列表中选择端接类型为“C parallel”，在“Terminator values”栏中设置电容值为200pF，如图所示。

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再为“B01”和“B02”的引脚“U2.20”选择端接类型“R-C parallel，AC”。
关闭“Assign Models”对话框，打开数字示波器窗口，重新运行仿真，结果如图所示：

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结果明显比之前好很多。

4.多板仿真的练习
本节将建立一个在主板上插接两块RAM模块的多板工程，然后对其进行仿真分析。在HyperLynx的工具栏中，选择“File”→“NewMultiboardProject”命令，新建一个名为“mbd ram system”的多板项目。载入文件选择软件附带的文件“HYPERLYNX CLASS FINALBLZHYP”与“RAM MODULE COMPLETE HYP”其中RAM文件“RAM MODULE COMPLETEHYP”载人两次，并在注释栏中加人注释“RAM1”和“RAM2”，为“HY- PERLYNX CLASS FINALBLZHYP”添加注释“Motherboard”。将“B01RAM1”的连接器“P1”接入“BOO，Motherboard”的插槽“J1”将“BO1、RAM2”的连接器“P1”接入“BO0，Motherboard”的插槽“J2”。完成后的电路图如图所示：

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打开“Select Net by Name”对话框，在“Design file”下拉列表中选择“B00 Mother- board”，然后选择网络“RAMBUSB_6”。
在“Assign Models”对话框中，选择“B00 Motherboard”，将“U16.B12”设置为输出。在“Quick Terminator”选项卡为其添加一个51Ω 的串联端接，并将该端接置于顶层。驱动端U16 B12模型如图所示：

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不使能串扰仿真和损耗分析，仅使能过孔模型。打开虚拟数字示波器窗口，将纵坐标设置为500mV/div，横坐标设置为5ns/div，在“Fallingedge”和“Fast-Strong”的条件下运行仿真。
测量U1_B01.11和U1_B02.11的飞行时间，建议使用自动测量功能。结果如表所示：

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接下来将对一个“坏的”连接器进行测试。当在产品测试或使用中出现系统故障时，都会怀疑是连接器引脚(connector pins)被污染所致。可以通过对该效果进行仿真以证实假设。由于污染首先影响的是电容和电阻，接下来将探讨改变这些值的效果。
在菜单栏选择“Edit”→“Multiboard Project”命令，打开“MultiBoard Project Wizard”对话框，对工程进行编辑。
找到寄生效应设置页，选择主板与RAM1之间的连接，将连接器电阻改为0.1Ω，电容改为10pF，如图所示：

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单击“Finish”按钮，在弹出的对话框中单击“是(Y)”按钮保存更改。在“Save Multiboard Session Edits”对话框中使用默认设置保存。此操作会关闭当前的多板项目，然后重新打开，以便更新。
对网络RAMBUSB_6在“Falling edge”和“Fast-String”的条件下进行仿真。再次测量相同引脚的飞行时间，结果如表所示：

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