Sigrity X SI/PI/EM/Thermal

完整电气分析平台

Sigrity X 是一个完整的电气分析平台,旨在帮助您解决电路板设计中的所有信号完整性 (SI)、电源完整性 (PI) 和电磁兼容 (EMC) 设计挑战。

主要功能

信号完整性 (Signal Integrity, SI)

目标:高速信号质量分析

核心能力:

  • 串行链路分析 (PCIe, USB 等)
  • 感知电源的并行总线分析 (DDR)
  • 接口签核与通过/失败合规性分析
  • 布局前与布局后分析
  • 自动化报告与向导式工作流

详细工作流程

阻抗分析

检测阻抗不连续性,确保符合定义的阻抗约束,识别反射和噪声源。

反射分析

识别由阻抗不匹配引起的反射,防止关键网络的信号退化(过冲、下冲和振铃)。

耦合与串扰

确定临界耦合走线段,基于干扰源网络识别对敏感受害网络的干扰影响。

返回路径

分析并识别返回路径不连续性,确保参考 uninterrupted 和优化返回路径,防止仿真与测量之间的偏差。

电源/地噪声

提供特定电源/地走线及形状上的开关噪声测量指示,以减少对同一平面上其他信号的噪声。

TDR/TDT

通过阶跃脉冲响应检查信号传播、反射和阻抗不连续性,更好地展示电压和阻抗随时间的变化。

串行/并行链路分析

建模、仿真和分析拓扑以评估完整串行链路接口的信号完整性性能;为并行总线协议提供全时域分析。

S 参数模型提取

轻松提取多端口网络的 S、Z 和 Y 参数,对封装和电路板结构进行建模。

Signal Integrity Analysis
Power Integrity Analysis

电源完整性 (Power Integrity, PI)

目标:电源交付噪声和稳定性分析

核心能力:

  • 电源分配网络 (PDN) 分析与优化
  • 去耦电容优化
  • 布局前与布局后分析
  • 自动化报告与向导式工作流

详细工作流程

IR Drop (压降)

对单 board、多 board 或封装进行静态电源交付系统的 IR Drop 分析,确保设备获得适当的电源电平。

电阻测量与生成

分析从源到负载的直流电阻以确定功率损耗;生成基于用户指定终端的电阻网络矩阵以分析系统级功率损耗。

PDN 阻抗检查

通过分析对目标阻抗的遵守情况,快速识别可能导致 EMI 问题的高谐振。

电感分析

计算每个电容相对于给定设备的环路电感,评估电容位置的有效性;测量单个引脚电感以识别弱引脚。

电容优化

自动评估电路板,根据设计目标(外形、价格、PDN 鲁棒性等)定义最佳的去耦电容选择和放置位置。

谐振与噪声耦合

识别预定义频率范围内的谐振模式以防止电尖峰;确定外部电源交付、传导发射和耦合路径的影响以减少 PDN 噪声。

PDN S 参数模型提取

轻松提取多端口网络的 S、Z 和 Y 参数,真实模拟封装和电路板结构。

电磁场分析 (Electromagnetic, EM)

目标:全波电磁场仿真

核心能力:

  • 多求解器支持 (2D, 2.5D, 3D, MoM, Q3D, FDTD)
  • S 参数表征与分析
  • 针对 IC 封装和 PCB 设计的自适应网格细化
  • 适用于 ECAD/MCAD 3D 结构的精确 EM 解决方案
  • 低内存占用,近线性可扩展性,支持并行化和云扩展

详细工作流程

3D 布局全波空间分析

利用 3D 有限元分析工具和自适应网格细化,为复杂的 3D 结构提供准确的 EM 解决方案。

2.5D 分析

快速热仿真的理想平台,无需热专业知识即可通过向导和模板创建 3D 热模型。

多板模型

模拟由多个板或封装组成的复杂 PDN 系统,分析整个电源拓扑。

感知电源的模型提取

提取准确的硬件互连模型和真实的电源分配网络,以仿真和分析非理想电源条件。

封装提取

快速生成代表三维结构所有电气寄生参数的封装模型。

Electromagnetic Analysis
EMI/EMC Analysis

电磁干扰/兼容性 (EMI/EMC)

目标:电磁干扰与合规性分析

核心能力:

  • 评估近场 E/H 密度和辐射效应
  • 识别有问题的 EMI 辐射设备
  • 确定必要的屏蔽和法拉第笼放置位置
  • 确定外部辐射的影响和系统敏感性

详细工作流程

EMC/EMI 仿真

分析走线和边缘的近场 E/H 密度及辐射效应,识别辐射源并确定屏蔽需求。

平面波敏感性

评估通过外部平面波源在 PCB 或封装上感应的电流/电压,准确确定外部辐射的影响和整体系统敏感性。

S 参数模型提取

提取过孔、连接器和组件的多端口网络参数。

热分析 (Thermal)

目标:热和电子冷却仿真

核心能力:

  • 全系统电热协同仿真
  • 直流静态和瞬态分析
  • 整合外部热源和热传递系数
  • 用于精确传导焦耳热分析的 FEM 求解器
  • 强大的计算引擎和网格技术

详细工作流程

瞬态/静态电热协同仿真

分析从设备启动到稳态的功耗和分布;通过单 board/封装或多 board/封装 3D 有限元方法同时求解电气和热方程。

封装热分析

轻松提取热参数(如引线框架封装、BGA、wire-bonds、PoP、SiP、倒装芯片等),确保符合 JEDEC 标准。

FEA 全 3D CAD

灵活创建几何形状,执行自动网格划分并运行 3D 热仿真。

CFD 分析

分析设计元素(包括热交换器)对热性能和可靠性的影响。

Thermal Analysis
ESD Analysis

静电放电 (ESD)

目标:静电放电风险分析

核心能力:

  • 真实呈现 IEC-61000-4-2 测试台环境
  • 模拟 ESD 脉冲注入
  • 分析物理 ESD 枪对设计的影响

详细工作流程

ESD 仿真

真实复制 IEC-61000-4-2 定义的测试台环境,在指定点注入 ESD 脉冲,模拟和分析物理 ESD 枪对设计的影响,以防止产品损坏并确保符合监管标准。

适用人群

电气工程师

易于使用的工作流驱动 UI,支持布局前分析,直接集成到 PCB 实施中,可快速制定电源交付和 SI 指南。

仿真专家

提供市场上最先进的电子多物理场仿真平台,运行速度比其他领先引擎快高达 10 倍,支持复杂的多物理场、多领域分析。

PCB 设计师

集成设计中分析,无需离开 PCB 画布即可进行 SI 和 PI 分析,最小化设置和模型需求,提供图形覆盖和表格结果。

管理者

通过独特的 Token 许可模型,以低成本让所有用户访问仿真工具,统一的设计环境最小化学习曲线,自动化合规报告确保签核准确性,防止过度设计。

Sigrity X 的独特优势

无与伦比的易用性

  • 统一的设计环境:独特的工作流驱动设计环境和全面的仿真引擎,让用户能够快速访问并执行所需的分析。随着分析需求的增加,可在同一通用 UI 中轻松添加额外的工作流。
  • 多 CAD 支持:原生支持中性文件格式 (IPC-2581, ODB++) 以及特定 CAD 文件 (Altium, Cadence, Mentor, Zuken),实现跨平台分析。
  • PCB 与 IC 封装感知:自动理解 PCB 和封装结构,原生集成 Cadence PCB 文件格式,自动化端口配置,简化刚柔结合板仿真设置。
  • 自动化报告:自动生成包含表格数据、图表、通过/失败结果等的报告,高效沟通分析结果。

全流程无损分析 (Shift Left)

  • 早期介入:仿真不应仅是设计结束时的单一事件。Sigrity X 允许在设计的所有阶段进行全面的 multiphysics 分析,实现真正的仿真驱动的数字孪生设计流程。
  • Sigrity Tokens (令牌授权):灵活的按需访问模式。解决传统模式下各求解器单独购买导致的闲置和成本高昂问题,让团队能够按需使用全套 Sigrity X 组合,显著降低成本并提高利用率。
  • 设计中分析 (In-Design Analysis):直接在 PCB 设计环境中分析常见的 SI 和 PI 问题,通过图形覆盖和表格结果直接在画布上识别和纠正问题。
  • 专用工作台:
    • Topology Workbench (TopXP):用于布局前和布局后的探索与分析,支持单板到多板系统级仿真。
    • Layout Workbench:与物理设计交互,运行全板仿真和提取,轻松执行多角点优化(如去耦电容放置)。
    • 3D Workbench:轻松建模复杂的 3D 结构(过孔、连接器、全柔性 PCB),提供自动化设置和无与伦比的性能。

行业领先的性能、容量与精度

  • 并行架构:全面的多线程支持,利用多核计算资源加速分析速度,性能提升高达 10 倍。
  • 云加速:利用云端无缝线性扩展计算资源,凭借市场上最低的内存占用,以更具成本效益的方式产生更快的结果。
  • 全 3D 签核:Clarity 3D EM 从头构建,提供最快、最高容量、最低内存占用的 EM 提取解决方案,无需近似或切割拼接。
  • 硬件相关性:Cadence 严格针对自有硬件测试 Sigrity X,确保结果与现实世界硬件紧密相关,让用户有信心进行签核。
  • AI 优化:AI 驱动的优化架构,能够基于定义的设计目标,在极短时间内高效评估设计角点和替代方案,执行硬件精确的系统级优化。

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