Highspeed-Design: Simulations-Tool zur Prüfung der Signalintegrität

DDR-RAMs oder Bausteine mit LVDS-Übertragung: Schaltungen mit schnellen Signalen oder hoher Flankensteilheit benötigen Leiterplatten mit definierten Impedanzen.


Dank optimierter Herstellungsverfahren in der Leiterplattenfertigung kann GED eine Impedanzgenauigkeit von +/-5 Prozent erreichen, wie sie zum Beispiel in der RAM-Bus-Spezifikation gefordert wird. Unter anderem setzt GED ein Simulations-Tool ein, um die Signalintegrität der Leiterplatten noch vor Produktionsbeginn zu überprüfen. Signalqualität und Zuverlässigkeit der Baugruppe werden dadurch ohne Materialeinsatz optimiert: Die Anzahl der Versuchsmuster sinkt ebenso wie der allgemeine Kosten- und Zeitaufwand für Entwicklung und Fertigung. Auch die EMV-Abstrahlung der jeweiligen Baugruppe kann so geprüft und gesenkt werden.


Highspeed-Simulation zeigt Signalverlauf eines Pegelwechsels

Die Highspeed-Simulation zeigt den Signalverlauf eines Pegelwechsels auf der physikalischen Leiterplatte. Nach Festlegung der benötigten Bauteile wird zunächst der Lagenaufbau – abhängig von der erforderlichen Impedanz zwischen Signalleitung und Versorgungslagen – definiert und ins Layoutsystem eingegeben. Im Rahmen der Simulation werden dann unter anderem

  • die Impedanzen von Quelle, Übertragungsleitung (Leiterbahn) und Last aufeinander abgestimmt, um Signalreflexionen zu verhindern.
  • das Übersprechen zwischen nebeneinanderliegenden Leiterbahnen und die maximal zulässige Verzögerung (Delay) innerhalb der Signalgruppe geprüft.
  • die Signallaufzeiten durch Einfügen von Pull-Up- oder Pull-Down-Widerständen sowie Serienwiderständen in die Signalleitung abgestimmt und angepasst.
  • die Signalverläufe einer Signalgruppe in einem Diagramm sichtbar gemacht. Die Kurvenschar wird analysiert und auf Übereinstimmung mit den Mindestanforderungen im Datenblatt geprüft (z. B. Skewmessung).

Highspeed-Simulierung und Prüfung der Signalintegrität basieren bei GED auf IBIS-Modellen (IBIS = I/O-buffer information specification). Die dafür notwendigen Daten liegen im Allgemeinen beim Halbleiterhersteller vor.

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