Современная электроника №5/2019

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2019 Моделирование целостности сигналов и наводок в цепях многоплатных электронных систем Часть 1 Рис. 1. Проект MultiBoard и окно MultiBoard Project Wizard В статье рассматривается создание многоплатной системы и исследование её работы при помощи инструмента посттопологического моделирования печатных плат HyperLynx BoardSim, позволяющего сформировать многоплатную систему и выполнить полное её тестирование на наличие проблем целостности сигналов с учётом реальной трассировки и взаимного расположения компонентов. Татьяна Колесникова (beluikluk@gmail.com) В ВЕДЕНИЕ Многоплатные системы предпо- лагают использование нескольких плат расширения в одном устройстве и обмен информацией между ними. В качестве объединительной для орга- низации соединения используют общую плату, в разъёмы расширения которой устанавливаются дочерние платы. Материнская плата монтиру- ется в корпусе на специальных пласт- массовых стойках и крепится винтами. Разъёмы расширения, в которые встав- ляются дочерние платы, связаны друг с другом рядом параллельных прово- дников, по которым осуществляется передача данных, адресов и управля- ющих сигналов. При этом распреде- лённая ёмкость и индуктивность печат- ных проводников, несогласованность длинных линий, воздействия шумов и многие другие эффекты приводят к тому, что форма сигнала может быть изменена до такой степени, что пере- даваемая информация будет принята с ошибками. Многие из основных проблем, кото- рые могут вызвать нарушения целостно- сти сигнала, можно обнаружить ииспра- вить, используя программу HyperLynx (принаписанииматериала использова- лась версия 9.4.1) [1]. Анализ целостности сигналов вHyperLynx выполняют на эта- пе схемы (предтопологический анализ) и на этапе платы (посттопологический анализ). Задачей посттопологическо- го анализа является максимально пол- ное исследование системы на наличие проблемцелостности сигналов с учётом реальной трассировки, геометрических размеров иположений компонентов, их взаимного расположения. Исходными данными для такого анализа являются готовая топология ирассчитанные ранее параметры линий передачи. Модуль BoardSim программы Hyper- Lynx предназначен для посттопологи- ческого анализа целостности сигна- лов и работает с законченной топо- логической информацией. В него может быть загружен проект пла- ты, разработанный практически в любом современном пакете проек- тирования, поскольку большинство популярных продуктов для создания печатных плат (ПП) имеют трансля- торы в формат HyperLynx. Это касает- ся и проектов, в которых предполага- ется использование нескольких плат расширения. В BoardSim исследование работы систем, состоящих из нескольких плат, выполняют в режиме MultiBoard , где все платы размещаются одновремен- но в одном окне проекта (см. рис. 1). При этом анализ спектра электромаг- нитной совместимости (ЭМС) произ- водится только с использованием токо- вого зонда (Current Probe), поскольку файл проекта MultiBoard не определя- ет, как физически оринтированы платы по отношению друг к другу: параллель- но или перпендикулярно (в этом случае расчёт полей выполнить невозможно). Мастер согласования Terminator Wizard недоступен для использования в режи- ме MultiBoard . Инструменты проверки и редак- тирования стеков слоёв плат много- платной системы в MultiBoard предо- ставляет Stackup Manager (см. рис. 2). В таблице в его левой части отобра- жено имя выбранной в списке Board платы многоплатной системы, в пра- вой части – 2D- или 3D-модель её стека слоёв. Stackup Manager служит интер- фейсом для запуска редактора Stackup Editor , который в режиме MultiBoard вызывают для каждой отдельной пла- ты и используют для добавления и удаления слоёв, изменения порядка сигнальных слоёв, назначения слоям цвета, толщины и других свойств, изме- нения свойств диэлектрика и проводи- мости металла.