2025大赛优秀作品 | 基于Ansys平台的大尺寸车载屏高速信号的仿真实践

“Ansys 2025 全球仿真大会”仿真应用大赛优秀作品展示

本届仿真应用大赛最终评选出 30 篇 TOP 优秀作品，分别荣获一、二、三等奖及行业最佳实践奖。近 200 位来自汽车、半导体、高科技、能源等行业的仿真精英参赛，他们以前沿思维与创新实践，充分展现了仿真技术的无限潜能。我们将陆续为大家分享获奖佳作，带您一同领略仿真赋能创新的非凡力量，希望用户能从中汲取灵感、启迪思路。

作品名称：基于Ansys平台的大尺寸车载屏高速信号的仿真实践

作者： 常志，洪先长，高孝涛 | 天马汽车电子有限公司

关键词：Ansys仿真平台；车载屏；高速信号；多目标拓扑

作者说

Ansys工具能够通过精准施策，全面提升产品的信号传输效率、抗干扰能力、阻抗匹配精度及电磁兼容性，不仅使产品各项性能指标达到设计标准，更为其在高频、高可靠性应用场景中的推广与应用提供了有力支撑，具有重要的实际应用价值与技术参考意义。未来研究方向包括多板级系统仿真集成（如显示屏与ADAS模块的互扰分析）以及AI驱动的自动优化算法应用，以进一步适应6G车载通信需求。

随着大屏显示技术的不断演进，大尺寸显示屏不仅朝着高分辨率、高刷新率方向快速发展，且因屏幕尺寸持续增大，需要同时驱动的多颗 Display IC数量，这使得高速信号链路的信号完整性（SI）和电源完整性（PI）问题日益突出。本论文基于Ansys仿真平台，针对大尺寸屏的高速信号链路LVDS接口进行系统性仿真分析。通过建立精确的3D电磁模型，结合Ansys HFSS进行频域S参数提取，并利用Ansys Circuit进行时域仿真，优化PCB布局布线方案，提升信号传输稳定性。实验结果表明，基于Ansys的协同仿真方法可有效预测高速信号链路的眼图抖动、上升时间等关键指标，降低EMI风险，为大尺寸屏的高速信号设计提供可靠的理论依据和工程实践指导。

挑战/需求

大尺寸车载显示屏的高速信号传输面临着独特而复杂的技术挑战，这些挑战主要源于显示系统的物理特性、汽车电子环境的特殊性以及高速信号传输的基础理论限制。从系统架构看，显示屏信号链路通常包含图像处理SoC（系统级芯片）、时序控制器（TCON）、源极驱动器（Source Driver）和栅极驱动器（Gate Driver）等关键模块，数据传输涉及LVDS、eDP、MIPI等多种高速接口标准。当传输速率超过5Gbps时，传统设计方法面临根本性瓶颈。如传输链路损耗分析，阻抗不连续效应，电磁兼容性约束等等。

使用工具

HFSS 3D Layout，SIwave，Q3D Extractor

最终成果

本文通过Ansys平台实现了大尺寸车载屏高速信号链路的精准建模与优化。实践表明：

1. HFSS 3D Layout与SIwave协同可高效分析复杂通道的SI/EMC问题；

2. 阻抗补偿设计与屏蔽优化能显著提升眼图质量，眼高增幅超200%；

3. 仿真驱动设计缩短开发周期40%以上，避免硬件返工。

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