仿真案例｜SIwave瞬态分析的CPM模型

翻译：上海安世亚太

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电源分配网络(PDN)时域噪声分析是SI/PI/EMI分析的一个重要部分，SIwave可以利用CPM的电流PWL文件作为瞬态分析的电流负载，结合C4bump的RLC寄生参数，给出更真实和准确的噪声值。

传统的电源分配网络（PDN）PI分析只致力于系统的频域和直流性能分析。结合芯片级无源寄生参数和有源电流信息，借助封装/PCB级电磁提取技术，用户可以更准确地识别更真实的PDN时域噪声。这也有利于更精确的信号完整性（SI）和电磁干扰（EMI）分析。芯片功耗模型（CPM）是一种SPICE网表格式，包括芯片C4bump的PDN寄生和晶体管级电流源，这些电流源为每个bump重新生成电流，这对于封装和PCB的PDN时域分析至关重要。

 ANSYS SIwave提供了一个可以导入CPM模型的设计流程，并与ANSYS电路仿真器进行联合仿真，用于进行PDN瞬态噪声分析。

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为PDN瞬态噪声配置的CPM模型

PDN结构涉及3个主要组成部分：电压调节模块(VRM)、封装和PCB以及芯片负载。VRM将被建模为理想的电压源；分配端口后，将由SIwave电磁场求解器提取封装和PCB；在CPM模型中描述芯片负载行为。所有这三个部分都将在ANSYS Electronics Desktop中使用电路仿真器进行级联，以执行瞬态分析。

SIwave使用CPM的pin分组信息自动定义PDN芯片连接侧的端口。这些端口将与电路中CPM模型的节点相匹配。用户需要在SIwave中手动定义VRM侧的pin分组和端口。

请注意，CPM模型中已经包含芯片焊盘参数，用户不应再在SIwave封装/PCB提取中包含此信息。为此，将使用一个PLOC文件来定义仅在SIWave中的pin分组和端口。如果没有PLOC，但CPM模型可用，则使用以下步骤实现目标：

1、导入CPM模型，勾选“Create ports at all CMP-package interface nodes”选项创建端口。该模型可用于直流和交流扫频分析。

2、在Component（组件）侧栏中找到“CPMS and PLOCS”区域，然后选择导入的CPM模型。然后在Properties（属性）侧栏中将CPM模型设置从“Active”变为“False”。这意味着在S参数仿真中禁用CPM，但保留所有端口和引脚组。

3、在SIwave中运行SYZ sweep并输出touchstone模型。打开ANSYS Electronic Desktop并插入电路设计，将touchstone模型与CPM和电压源级联，进行瞬态分析。