今天給大家介紹《Sigrity仿真系列》第二課--電源PDN仿真，全網可能找不到第二家這么細的了。

有不懂的，文章末尾可以找作者咨詢哦。

01 Options設置

仿真前還是先對Options選項進行部分設置，從菜單欄“Tools-->Options-->Edit Options”進入。

可以參考之前《單端信號S參數提取》中的配置，有一個地方基于QTI的資料有修改，不過實際對比仿真下來并無明顯區別。但出于對結果的權威性考慮，還是建議大家參考平臺廠家的參數進行設置。

可以將設置好的參數導出，便于后續直接導入使用。

02 疊層檢查

參考《單端信號S參數提取》中的配置流程。

03 選擇網絡

首先在右側“Net Manger”中Disable掉所有網絡，然后Enable  所有GND和需要仿真的電源網絡（可以在“Net Manger”中查找，也可以直接在PCB圖紙中點選）。

04 添加電容模型

網絡使能之后，通過如下步驟，將所有連接到電源和GND網絡的電容篩選出來。

手動添加電容模型的方法有兩種：

1）直接在模型管理器（AMM）中添加：

選中某一電容，點擊Assign，彈出AMM管理窗口，所有相同模型的電容會被一起羅列出來。再選中其中一個電容，點擊Browse models。

在新彈出來的窗口中，點擊菜單欄Library--Load Library File，加載一個電容庫。本案例以加載Murata的S參數電容庫為例，選擇對應電容后點擊select確定即可。

此時可以看到所有相同模型的電容都自動完成了添加，狀態也都變成了綠色的Validated，即表示電容模式添加完成。

2）手動編輯模型：

選中某一電容，點擊Edit，在Definition中編輯如下：S1 1 2 2 2 model="路徑地址+S參數文件名"，如果文件和.spd文件在同一路徑下，則可以去掉文件地址路徑。點擊OK后，相同模型下的其他電容也會一起被修改。

05 設置VRM

其原理是在源端通過一個短路塊將PWR和GND短接，來壓低低頻段的仿真曲線，即仿真的結果只是對電源平面的真實反映。

不過這一步驟也不是必要的，后面也會演示其他更快捷的操作。

點擊New，選擇New Model Definition，修改模型Name，然后定義模型為一個阻值為0.001ohm電阻。

再點擊New，然后選擇New Component，再給VRM器件加載上面生成的VRM_IN模型。點擊OK后，右邊器件欄就會出現剛才新建的VRM器件了。

選中VRM_VCC_MAIN，分別選中Node1、2，Link到PWR和GND兩端（對于有反饋的電源，一般選在反饋點附近）。至此，VRM就添加完成了（器件前面打上了綠色對鉤）。另一路電源我們不添加VRM，后面結果做一下對比。

06 設置端口

1）半自動生成端口

選擇手動定義端口后，分別選擇源端和負載端的器件，源端分別搜索器件VRM_VCC_MAIN和C132，然后點擊Generate Ports，生成端口。源端選擇電容或VRM處生成端口，目的是靠近反饋點，仿真結果會更加準確。

再依次選擇負載端器件，相同方法生成端口。

負載端的PWR和GND pin通常很多，常規自動生成的端口，會把器件的所有GND pin都包含進去，會導致仿真精度變差。我們只需要保留PWR pin周邊的GND即可。因此可在生成端口前先對GND范圍進行約束，如下圖所示。

2）手動生成端口

參考高通平臺的PDN文檔，不同的電源回路，其返回GND pin并不完全一樣，甚至同一路電源都會分成很多Port，因此第一種自動生成端口的方法就不適用了。

先是同樣選擇“手動定義端口”，然后先New一個端口，再從PCB中選擇需要的pin（node），右鍵選擇Hook（PWR需要選擇+Hook，GND選擇-Hook）。

如下是手動添加端口結束之后的狀態，我們以VCC_GPU為例，以2個PWR pin和4個GND pin組成一個端口。

07 設置仿真頻率

PDN仿真，根據實際需求設置頻率范圍即可，我們這里演示就直接設置0~1GHz。

08 仿真數據處理

先來看一下，步驟05設置VRM帶來的影響。

也可以不設置VRM ，直接右鍵選擇Matrix Operations--Reduction，將源端 PORT直接設置為short狀態。（推薦如此設置）

以高通PDN規范中最大有效阻抗（max effective impedance）為例，提取 max effective impedance不僅包括自阻，還包括周圍port對它的串阻，Zeff=Z11+Z12+Z13...

這里需要注意的是，這里的相加都是基于同一PWR網絡而言。比如我們這個例子當中VCC_GPU分成了兩個PORT，串阻是就同網絡這兩個PORT而言的。千萬不能把其他網絡的加進來。

我們還是以VCC_GPU為例，看一下這個max effective impedance怎么處理。

首先右鍵--Channel Filter，只勾選VCC_GPU，同時勾選插損和回損。

然后再圖形窗口，右鍵--Expression Calculator，Zeff_GPU1=Z22+Z23，Zeff_GPU2=Z33+Z32。得到最終的阻抗曲線。

09 S參數保存

右鍵--Save Simulation Result，選擇Touchstone格式，方便后續導入其他軟件進行處理。

以上就是本期分享的所有內容啦，歡迎大家持續關注，更多干貨正在快馬加鞭地趕來。