[プリント基板、BGAパッケージ向けSI・PI・EMI解析ソフトウェア]ANSYS SIwave

ANSYS ALinks for EDAについては、ANSYS ALinks for EDAの項目をご覧ください。

ANSYS SIwaveは、プリント基板及びBGAパッケージのシグナル&パワーインテグリティ、EMI解析ソフトウェアです。電気系CADからインポートしたデザインのPDN及び多ビットの信号の解析を積層構造に特化した解析手法により短時間で行うことができます。また、3次元電磁界解析ソフトウェア用に3次元ソリッドモデルを生成する機能も備えています。

適用分野

  • プリント基板
  • BGAパッケージ:ワイヤーボンド、フリップチップ、SiP、PoP

製品構成 ANSYS SIwave-DC ANSYS SIwave-PI ANSYS SIwave
3rdパーティ製CAD I/F
SIwaveデスクトップ及び3次元レイアウトGUI
DC電流/電圧(IRドロップ)解析*
プレーン共振解析  
AC解析(SYZパラメータ抽出)  
周波数スイープ解析  
バイパスコンデンサ最適化(PI Advisor)  
近傍界解析**    
遠方界解析**    
Signal Net Analyzer    
ANSYS Designerデスクトップ、HSPICEエンジンによる解析  
ANSYS Designer解析(過渡、DC、Quick/Verif Eye、他)    

機能

  • 解析エンジン(Solver)
    • 2次元有限要素法によるフルウェーブ解析
      (* を除く)
    • * 3次元有限要素法による静解析
    • ** ポスト処理は3次元モーメント法
    • アダプティブオートメッシュ
  • 出力結果
    • SYZパラメータマトリックス(シングルエンド、差動)
    • モデル生成
      • SPICEモデル:HSPICE、PSpice、Simplorer、他
        -Full-Wave SPICE
        -RLCG等価回路
      • IBISモデル
        -Packageモデル、ICM
      • Touchstone(CPPヘッダー付き)、
        Sentinel-SSOネットリスト
    • 場のプロット
      • プレーン間電位差(プレーン共振、周波数スイープ)
      • DC電流、電圧、電力
      • AC電流(要ANSYS SIwave PSI Solverライセンス)
      • 近傍界:電界・磁界強度分布
      • 遠方界:電界強度対周波数、放射パターン
 
  • その他
    • 3次元ソリッドモデル生成、ANSYS Q3D Extractor/ANSYS HFSS/ANSYS Maxwellプロジェクト生成
    • デザインの電気的問題の検証と自動修正機能:Validation Check
    • 材料特性の周波数依存性、表皮効果、近接効果、表面粗さを考慮
    • RLCGパラメータ抽出及び等価回路生成(要:ANSYS Q3D Extractor 3D Solverライセンス)
    • HFSS 3D Layout(要ANSYS HFSS Solverライセンス)
    • Capacitor Library Browser(バイパスコンデンサ選択補助機能)
    • ANSYS Designer とのDynamic Link、Push Excitation
    • ANSY Icepak(熱流体解析)との双方向連成解析
  • Add-On モジュール
    • ANSYS SIwave Pre/Post Processor
    • ANSYS Electronics HPC/HPC Pack
    • ANSYS SIwave PSI Solver

特徴

デスクトップ(ANSYS ALinks for EDA 共通)

ANSYS SIwaveデスクトップは層構造のデザインに最適化された電気系CADライクなUIを採用しています。直観的なマウスの操作で、ツールバーやワークスペースのウィンドウを自由に配置したり、画面のスクロールや回転、3D 表示を容易に行うことができます。

ANSYS SIwaveデスクトップ

3D View


デザイン編集機能、自動ポート設定機能(ANSYS ALinks for EDA 共通)

充実したエディタ機能により、電気系CADと同様の操作で容易にプリント配線板及びパッケージ形状を描くことが可能です。また、3rdパーティ製電気系CAD より、配線パターン、層構成、パッドスタック、ネット構成など、様々な情報をインポートして編集することが可能な他、ネット及び、搭載部品の端子に対して自動的にポートや電流/電圧源を設定することにより、解析の設定に要する時間が大幅に短縮化されています。
さらに、ネットのショート、断線などの電気的な問題の検出と自動修正を行う、高性能なデザインの検証機能を備えています。

ANSYS SIwaveデスクトップ

3D View

Bondwire Model
Editor

Solderball
Properties

自動ポート設定ダイアログ

3rdパーティ製電気系CADインターフェース(ANSYS ALinks for EDA 共通)

3rdパーティ各社の電気系CADとのインターフェースをサポートしております。インポートされたデザインはSIwaveデスクトップで編集、各種解析を実行可能な他、3次元電磁界解析ソフトウェア用に3Dソリッドモデルを自動生成することもできます。

    対応電気系CAD
  • 図研: CR-5000 BD(※)、CR-8000(※)、CADstar
  • Cadence: Allegro、APD、SiP Digital/RF、Virtuoso、(.brd, .mcm, .sip ファイルは直接インポート可能。(※))
  • Mentor Graphics: Expedition、Boardstation、Boardstation XE、PADS
  • Sigrity UPD
  • CADVANCE (※)
  • CDS (※)
  • First START (※)
  • Gem Package (※)
(※) Add-On モジュール無しでインポート可能
 
    対応フォーマット
  • ANF
  • ODB++(制限あり)
  • XFL(JEITA LPB- フォーマット、G- フォーマット)
  • DXF
  • GDSII

SIwave with HFSS/Q3D Extractor

SIwaveデスクトップ上からHFSS/Q3D Extractorソルバーによる3次元解析を実行することが可能です。プリント基板及びBGAパッケージに特化したGUIにより、容易にポートやターミナル設定を行うことができ、CADデータのインポートから解析終了までの時間を大幅に短縮できます。

  • HFSS 3D Layout
  • Q3D ExtractorソルバーによるRLCG解析-BGAパッケージ向け自動パーティショニング機能、HPC

各種解析

積層構造に最適化された解析技術

プレーン(ポリゴン)形状には三角形メッシュ(2D)を生成して有限要素法で、配線パターン、ビア、パッド、受動部品には自動的に等価回路を自動生成して解析を行います。複雑な多層基板のPDNや多ビットの信号でも、短時間かつ少ないメモリで高精度な解析を実現しています。

配線パターンの伝送線路モデル化

三角形メッシュ(2D)とプレーン共振

DC電流/電圧(IRドロップ)解析

レイアウト上の任意の箇所、ネット、搭載部品の端子に電流/電圧源を設定して、IRドロップ解析、DC抵抗解析を行なうことができます。また、解析結果から損失をANSYS Icepakに受け渡して熱流体解析を行うことができ、ANSYS Icepakからは温度分布を読み込み熱による導電率への影響を考慮した解析を行うことができます。


自動生成された電源層の電圧分布と電流ベクトルのプロット


DC電流ベクトル(チップ側に電流源、ボール側に電圧源を設定)

プレーン共振解析、周波数スイープ解析

レイアウト上の任意の箇所、ネット、搭載部品の端子に電流/電圧源を設定して、IR-ドロップ解析、DC解析を行なうことができます。また、解析結果から損失をANSYS Icepak に受け渡して熱流体解析を行うことができ、ANSYS Icepak からは温度分布を読み込み、熱による導電率への影響を考慮した解析を行うことができます。


プレーン共振周波数と層間電位差(281MHz)

AC解析(SYZパラメータ抽出)

レイアウト上の任意の位置、またはネット、搭載部品の端子にポートを自動設定することが可能で、PDNのインプット/トランスファーインピーダンスや多ビットの信号のSパラメータを短時間に抽出できます。バイパスコンデンサの感度解析も同時に実行可能です。解析結果からは、Touchstoneファイル、またはFull-Wave SPICEモデルを生成することができます。

バイパスコンデンサ最適化(PI Advisor)

3rdパーティ製CADで配置されたコンデンサに対して、指定したターゲットインピーダンスを達成するコンデンサの最適な組み合わせをコストや部品点数など指定した重点項目を考慮して自動的に調査します。バイパスコンデンサによるノイズ対策の工数と部品コストを削減することができます。

近傍界解析、遠方界解析

ネット・搭載部品の端子、またはレイアウト上の任意の箇所に電流/電圧源を配置して、近傍・遠方の電磁界解析を行うことができます。ANSYS SIwaveに含まれるANSYS Desingerと協調解析をおこなえば、IBIS/SPICEモデルやApache CPMなど、実動作に近い状態のノイズ源を設定可能です。CISPR22,25などの規格試験、近傍磁界測定による定性的なノイズ問題の分析を仮想的に行うことができ、設計期間の短縮とトータルコストの削減に貢献します。

Signal Net Analyzer

任意の信号ネットについて部品端子間のインピーダンスプロファイル、各部のディレイを瞬時にレポートします。また、回路シミュレータ(Nexxim、HSPICE)をバックグラウンドで実行してドライバー・レシーバにIBISモデルを適用した過渡波形を表示することができます。

配線パターン(ANSYS SIwave)

過渡波形とインピーダンスプロファイル
(Signal Net Analyzer)


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