PCBSim zur Schaltungssimulation der Signalintegrität als Front End für EAGLE

CadSoft EAGLE Simulationstool PCBSim zur Schaltungssimulation der Signalintegrität als Front End für EAGLE

19.03.2014Redakteur: Margit Kuther

Für CadSoft EAGLE ist als Front End das Felicitas-Tool PCBSim zur Simulation der Signalintegrität erhältlich. Das Tool kann schon sehr früh im Entwicklungszyklus ein Design auf Signalintegrität prüfen und gegebenenfalls korrigieren.

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Farnell GmbH

Weiss Umwelttechnik GmbH

Transmissionsrechner: PCBSim berechnet die Eigenschaften von Transmissionsleitungen
(Bild: Farnell)

Durch die kürzlich vereinbarte Zusammenarbeit zwischen Felicitas Customized Engineering und CadSoft Computer können EAGLE-Anwender demnächst auf ein von Felicitas neu entwickeltes Simulationstool zugreifen:

Im Rahmen der Kooperation benutzt Felicitas EAGLE als Front End für ihr Tool PCBSim zur Simulation der Signalintegrität; künftig ist die Schnittstelle in der PCB Design Software EAGLE enthalten.

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IBIS Modelle: IBIS-Modelle werden von allen großen Halbleiterherstellern bereitgestellt. Sie beschreiben das Verhalten der Ein- und Ausgänge von integrierten Schaltungen ohne auf interne Details einzugehen. PCBSim erstellt aus den IBIS-Modellen genaue Simulationsmodelle, welche für die Simulation im Zeitbereich geeignet sind.

Simulationsergebnis der korrigierten Schaltung mit komfortablen Sicherheitsabständen: Die folgenden Änderungen wurden durchgeführt, um da Problem zu beheben: Die Impedanz der Transmissionsleitungen wurde von 50 auf 35 Ohm reduziert. Die Eingangsterminierung des DRAM wurde auf 40 Ohm eingestellt, ebenso die des Controllers. Die Ausgänge des DRAM Controllers wurden langsamer eingestellt. Serienwiderstände wurden überprüft, brachten aber keine Verbesserung.Das Überschwingen wurde durch diese Maßnahmen wesentlich reduziert. Nun gibt es einen komfortablen Sicherheitsabstand zu den Schaltschwellen und damit eine zuverlässig arbeitende Schaltung. Einige der Modifikationen könnten nicht am Prototypen durchgeführt werden. Außerdem wäre es sehr schwierig gewesen, die Ursache des Problems nur mit Messungen am Prototypen festzustellen.

Simulationsergebnis - Die Schaltschwellen werden verletzt: PCBSim enthält einen kompletten SPICE Simulator. Dieser wurde von Felicitas erweitert, um schnell und exakt IBIS- und S-Parameter-Modelle zu simulieren. Das Beispiel zeigt anfänglich das folgende Simulations-ergebnis (siehe Bild unten). Es fällt auf, dass das Eingangssignal für den DRAM-Controller stark überschwingt und sogar die Schaltschwellen nochmals überschreitet (im Bild das dunkelblaue Signal).

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Simulation der Signalübertragung von Digitalschaltungen

PCBSim simuliert die Signalübertragung von schnellen Digitalschaltungen anhand von Transmissionsleitungen, IBIS- und S-Parameter-Modellen. Das Tool ermöglicht es, schon sehr früh im Entwicklungszyklus ein Design auf Signalintegrität zu prüfen und, wenn nötig, zu korrigieren.

PCBSim beinhaltet einen Transmission Line Calculator, einen IBIS-Viewer und einen S-Parameter-Editor; außerdem einen SPICE-Simulator mit speziellen Erweiterungen für IBIS und S-Parameter-Modelle.

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