Cadence allegro PI仿真

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PCB中导入网表后，设置层叠结构（电源层、地层），划分好电源层，接下来：

a) 将allegro切换到Allegro PCB PI option XL版本，Analysis->Preference，点开电源完整性选项卡，其中的一些常见选项如Min.plane/board area的值（小于它的平面仿真时直接就忽略了）；

b) Analysis->Power Integrity，（第一次建立会有警告，确定），接下来就是设置了，依次为：板子尺寸->层叠结构->电源层的DC网络电压->添加电源层对(可以看到电源层对之间的内部电容)->选择仿真要用的的电容->选DCL(decap capacitou library,去耦电容器库)->勾选Board文件夹下的各电容（可以看到电容值、ESR、电感、谐振频率）->finish。如图

图1 PI设置向导完后的界面

c) 选择需要仿真的电源层对，设置该层的纹波，最大的变化电流（可以看到该平面的目标阻抗）->点Single Node Simulation进行单节点仿真（不考虑元器件的摆放位置，验证电容的数目及型号是否满足），如图2：

图2 单节点仿真图

从图中可以看出，在200M频率内，黑色的线为有电容之后的曲线，它位于目标阻抗（黄色）线下面，说明在200M的频率（自己理解为PCB电源层给供电的IC芯片的频率）内，电源是完整的。

但实际情况并不一定是这样，如图3：

图3 在单节点仿真中加实际情况

如红色的曲线，则应为电源平面选一个电容的谐振频率为fa的电容，再次仿真之后，会得到有两个峰值的曲线，再加谐振频率等于，峰值对应的横坐标（谐振频率）的电容值即可，依次这样进行，直到整条曲线在要求的频率范围之内，位于目标谐振频率曲线下面。（在调的时候，不一定是非得改原理图中电容的大小，也可适当增加原理图中滤波电容的数量）

如蓝色曲线，相对于红色曲线，其谐振频率不到1M，方法同上，不过选这样的电容，电容值都比较大，如100uF。

d) 进行多节点仿真：不要退出上一个步骤的界面，右击需要仿真的电源平面->Add Noise Source（放置噪声源，如IC芯片需要耗电），需要的电流如2A，放置在IC芯片取电的管脚周围；同样，右击->Add VRM,放置在需要仿真的电源平面上。点击Multi Node Simulation，如图4所示：

图4 多节点仿真

多节点仿真考虑到了噪声源及电容的摆放位置，从图中可以看出，圈出来的曲线为总的等效阻抗曲线，其他的为各个电容的曲线。可以看出，在100M以内还是电源还是完整的。

补充：在选择电容的时候，可以在图一中，右击某一电容->Edit，如图5：

图5 电容模型

选择贴装形式，电容大小，电感可以点击Estimate（根据电容的厚度、封装）计算，ESR，封装等参数输入后，就是到其谐振频率了。对于ESR,如钽电容，选型时国内大部分厂家选型手册都有，对于MLCC类的电容，如TDK的，在其官网spice模型手册中有，如图6中的R1,​

图6 厂家电容仿真参数

知识点：

1. 电容在谐振频率之前还保持着电容的特性，大于谐振频率时，将变成电感的作用；

2. 在一些电容选型手册中，厂家可能只提供电容的响应曲线，曲线横坐标为电容，纵坐标为阻抗，我们要选择这厂家合适的电容以满足SI的完整性，则应从曲线中读取最低点的坐标，纵坐标为ESR，而横坐标为就是我们所需要的谐振频率。

3. 对于电容元器件的模型建立，和图5类似，先设置好路径，在SI向导（上面的b步骤）中，文件夹可以右击文件夹->creat capacitor就出来图5了，比较简单，不多说。