Para realizar con éxito un análisis de integridad de la señal del diseño y obtener resultados precisos, antes de ejecutar el análisis hay que realizar lo siguiente.
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Aunque cada red se puede examinar para proporcionar datos de red e impedancia, no todas las redes se pueden analizar para las características de integridad de la señal (tensión y temporización). Para analizar correctamente todas las características, una red debe contener al menos un circuito integrado con una patilla de salida y ningún otro componente. Las resistencias, condensadores e inductores, por ejemplo, no proporcionarán resultados de simulación por sí solos debido a su falta de patilla de salida para proporcionar una fuente de conducción. Hay que tener en cuenta que cuando se apantallan redes bidireccionales, se simulan ambas direcciones y se muestra el peor resultado.
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El tipo de modelo de integridad de la señal asociado para cada componente debe ser correcto. Esto se consigue mediante el cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments o configurando manualmente la entrada correcta para el campo Type en el cuadro de diálogo Signal Integrity Model al editar el modelo de integridad de la señal asociado al componente colocado en el documento fuente del esquema. Si no se define esta entrada, el Signal Integrity Model Assignments intentará adivinar el tipo de componente basándose en sus características. Si esta entrada no está definida, se asumirá el tipo Circuito integrado. Para obtener más información, consulte Adición de modelos SI mediante el cuadro de diálogo Asignaciones de modelos de integridad de la señal.
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Debe haber reglas de diseño Redes de suministro. Generalmente, debe haber al menos dos reglas, una para redes de alimentación y otra para redes de tierra. El ámbito de aplicación de estas reglas puede ser una red o una clase de red. Las redes de alimentación no se pueden analizar en Integridad de la señal. Para obtener más información, consulte Reglas de diseño de integridad de señal en esquema o Reglas de diseño de integridad de señal en PCB.
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Se puede configurar una regla de diseño de Estímulo de señal. Sólo necesita una regla de estímulo si desea anular el estímulo predeterminado, por lo que generalmente no es necesario.
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La pila de capas de la placa de circuito impreso debe configurarse correctamente. El analizador de integridad de la señal requiere planos de alimentación continuos. No se admiten planos divididos, por lo que se utiliza la red asignada al plano. Si no están presentes, se asumen, por lo que es mucho mejor añadirlos y configurarlos adecuadamente. El grosor de todas las capas, núcleos y preimpregnados también debe ajustarse correctamente para la placa. Utilice el Design » Layer Stack Manager para configurar la pila de capas en el editor de PCB. Cuando se ejecuta Signal Integrity en el modo de sólo esquema, se utiliza por defecto una placa de dos capas con dos planos internos. Puedes crear una PCB en blanco con una pila de capas configurada si necesitas más control. Consulte la página Definición de la pila de capas para obtener más información.
Las características de una señal, como el nivel de tensión, vienen determinadas por el modelo asignado al pin de salida en la red bajo prueba. Los modelos de patillas se asignan como parte del proceso de asignación de modelos de componentes, y estas asignaciones de modelos a nivel de componentes pueden conservarse actualizando el esquema. También se puede anular un modelo de patilla individual, por ejemplo, haciendo doble clic en una patilla del panel Signal Integrity tenga en cuenta que estas reasignaciones a nivel de patillas no se conservan entre sesiones de edición.
Adición de modelos de integridad de señal mediante el cuadro de diálogo Asignaciones de modelos de integridad de señal
La forma más sencilla de añadir modelos de integridad de señal a su diseño es utilizar el cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo.
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Seleccione Tools » Signal Integrity en los menús. Si acaba de iniciar la integridad de la señal en un proyecto y hay componentes que no tienen modelos de integridad de la señal adjuntos, se le pedirá mediante el cuadro de diálogo Errors or warnings found para que configure las asignaciones de modelos utilizando el cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo.
El cuadro de diálogo Errors or warnings found diálogo
El diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo
Alternativamente, si ha pulsado Continue y el panel Signal Integrity es visible, es posible entrar en el diálogo Signal Integrity Model Assignments en cualquier momento pulsando el botón Model Assignments del panel. Tenga en cuenta que al hacerlo se borrarán todos los resultados y se volverán a calcular, ya que cualquier cambio en las asignaciones de modelos invalida cualquier resultado existente.
Si ya se han configurado modelos para todos los componentes, aparecerá el cuadro de diálogo SI Setup Options se mostrará el cuadro de diálogo. Consulte Configuración de las opciones de configuración SI para obtener más información.
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Si hace clic en Model Assignments en el Errors or warnings found aparece el cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo.
Cuando se ejecuta, el Signal Integrity Models Assignment intenta hacer conjeturas sobre el modelo de integridad de señal necesario para cada componente que no contenga un modelo de integridad de señal. Todos los componentes, incluidos aquellos con modelos ya definidos (y la información del modelo) se mostrarán en el cuadro de diálogo Signal Integrity Models Assignment diálogo. A cada componente se le asignará un estado tal y como se describe en la siguiente tabla.
| Estado |
Definición |
| No coincide |
El diálogo Signal Integrity Model Assignments no ha podido encontrar ninguna característica que vincule este componente a un tipo concreto. Probablemente necesitará modificaciones por parte del usuario para configurarse correctamente. |
| Confianza baja |
El cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo ha seleccionado un tipo para este componente, pero no había pruebas sólidas. |
| Confianza media |
El diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo ha seleccionado un tipo para este componente y tiene una confianza razonable para la conjetura. |
| Confianza alta |
El cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo ha seleccionado un tipo para este componente y se ajusta a la mayoría de las características normalmente asociadas a este tipo de componente. |
| Modelo encontrado |
Se ha encontrado un modelo para este componente. |
| Modificado por el usuario |
Un componente pasará a este estado cuando el usuario lo haya modificado con respecto a la suposición inicial de la ventana de diálogo Signal Integrity Model Assignments inicial del diálogo. |
| Modelo añadido |
Este estado se utiliza cuando el usuario ha utilizado el diálogo Signal Integrity Model Assignments para modificar el documento esquemático y guardar el nuevo modelo. |
Modificación de modelos de componentes mediante el cuadro de diálogo Asignación de modelos de integridad de la señal
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Seleccione el componente cuyo modelo desea modificar.
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Seleccione el tipo correcto. Existen siete tipos de componentes para Signal Integrity: resistencia, condensador, inductor, diodo, BJT, conector e IC. El tipo de cada componente puede seleccionarse mediante un menú desplegable en la columna Type o mediante el menú contextual.
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Establezca el valor de una resistencia, condensador o inductor. Si es posible, el diálogo Signal Integrity Model Assignments intentará colocar el valor correcto para el componente en esta columna basándose en el campo de comentarios y en los parámetros del componente. Si esto requiere modificación (o no está presente), debe hacerse en este punto. El caso especial de las matrices de piezas (como las matrices de resistencias) se realiza a través de un cuadro de diálogo independiente al que se accede haciendo clic en la columna (consulte Adición manual de modelos de integridad de la señal a los componentes para obtener más detalles).
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Si el componente es un circuito integrado, la elección del tipo de tecnología es importante, ya que determinará las características de los modelos de patillas utilizados en el análisis. Puede seleccionarse mediante la lista desplegable de la columna Value/Type o a través del menú contextual (Change Technology).
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Por último, puede ser necesario especificar más detalles de los permitidos en el cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments por ejemplo para los modelos IBIS. Para ello, seleccione Advanced en el menú contextual. Consulte Adición manual de modelos de integridad de señal a componentes para obtener más detalles sobre este proceso.
Guardar modelos
Una vez elegidos los modelos para alguno o todos los componentes, pueden actualizarse los documentos esquemáticos para almacenar permanentemente esta información.
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Marque la columna Update Schematic en el cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments de todos los componentes que desee actualizar. A continuación, pulse el botón Update Models in Schematic .
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Todos los nuevos modelos de integridad de la señal (o los existentes modificados) de cada componente seleccionado se añadirán a los documentos esquemáticos. Los documentos esquemáticos deberán guardarse posteriormente.
No es necesario guardar los modelos para continuar con el proceso de análisis de integridad de la señal. Si no se guardan los modelos, el análisis continuará con todos los modelos configurados tal y como se muestran actualmente en el cuadro de diálogo Signal Integrity Model Assignments diálogo. Sin embargo, la próxima vez que se utilice la herramienta Integridad de la señal, se habrán perdido todos los cambios.
Añadir manualmente modelos de integridad de la señal a los componentes
Para añadir un modelo de integridad de señal a un componente esquemático:
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Para un componente colocado en el editor esquemático - seleccione el componente y abra el Properties y abra el panel
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Para un componente que se está editando en el editor de símbolos esquemáticos - active el componente necesario seleccionando su entrada en el panel SCH Library y abra el panel Properties panel.
Haga clic en el botón Add en la zona Parameters región del Properties panel y seleccione Signal Integrity. Se abrirá el diálogo Signal Integrity Model se abrirá.
Configure su modelo y haga clic en OK.
Configuración de componentes pasivos
Para configurar componentes como resistencias y condensadores, suele bastar con introducir un tipo y un valor. El valor puede introducirse en el campo Value y puede configurarse como parámetro para todo el componente.
También se pueden utilizar componentes como matrices de resistencias. Para ello, tras seleccionar el tipo de componente, haga clic en el botón Setup Part Array en el cuadro de diálogo Signal Integrity Model del cuadro de diálogo. El diálogo Part Array Editor permite configurar las conexiones entre pines y el valor/modelo de dichas conexiones.
El diálogo Part Array Editor diálogo
Configuración de un CI
Existen varias alternativas a la hora de configurar un modelo de tipo IC.
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Tras seleccionar el tipo (IC), basta con seleccionar un tipo de tecnología. De este modo, al simular este componente, se utilizarán los modelos de patillas adecuados para esa tecnología. La lista completa de tecnologías disponibles se encuentra en la sección desplegable inferior.
Available Technology Types
| Tipo de tecnología |
Descripción |
| ABT |
Tecnología CMOS bipolar avanzada |
| AC |
CMOS avanzado |
| ACT |
CMOS avanzado con entradas TTL |
| AHC |
CMOS avanzado de alta velocidad |
| AHC_50 |
CMOS avanzado de alta velocidad 5,0 V |
| AHCT |
CMOS avanzado de alta velocidad con entradas TTL |
| AHCT_50 |
CMOS avanzado de alta velocidad de 5,0 V con entradas TTL |
| ALS |
Schottky avanzado de bajo consumo |
| ALVC |
CMOS avanzado de bajo voltaje |
| AS |
Schottky avanzado |
| BCT |
Tecnología CMOS bipolar |
| BTL |
Lógica de transceptor de plano posterior/Futurebus |
| CMOS |
CMOS |
| F |
FAST |
| FCT |
Tecnología CMOS FAST |
| GTL |
Lógica de transceptor de cañón |
| GTL_LVT |
Transceptor de pistola lógico de bajo voltaje |
| HC |
CMOS de alta velocidad |
| HCT |
CMOS de alta velocidad con entradas TTL |
| HLL |
CMOS de alta velocidad, bajo consumo y baja tensión |
| LS |
Schottky de bajo consumo |
| LV |
CMOS de baja tensión y alta velocidad |
| LVC |
CMOS de baja tensión |
| LVT |
Tecnología BiCMOS de baja tensión |
| S |
Schottky |
| STD_TTL |
TTL estándar |
| TTL |
TTL |
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Si se requiere un mayor control, es posible asignar tecnologías específicas o modelos de patillas a patillas individuales. Esto puede hacerse seleccionando en las listas desplegables para los pines en la lista de pines en la parte inferior del diálogo Signal Integrity Model del cuadro de diálogo. Tenga en cuenta que cualquier cambio aquí anulará la tecnología base del componente.
Importación de archivos IBIS
Otra opción importante es la posibilidad de importar archivos IBIS.
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Para utilizar un archivo IBIS (Input/Output Buffer Information) para especificar las características de entrada y salida de un modelo de CI, haga clic en el botón Import IBIS en el cuadro de diálogo Signal Integrity Model del cuadro de diálogo. Seleccione el archivo IBIS en el cuadro de diálogo Open IBIS File y haga clic en Open. Aparece el diálogo IBIS Converter diálogo.
El diálogo IBIS Converter diálogo
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Seleccione el componente requerido contenido en el archivo IBIS. Altium Designer leerá el archivo IBIS e importará los modelos de pines del archivo IBIS a la biblioteca de modelos de pines instalados. Si se encuentra un modelo duplicado, se le preguntará si desea anular el modelo existente. Además, a todos los pines del componente se les asignará el modelo de pin apropiado según lo especificado en el archivo IBIS.
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Se generará automáticamente un informe en el que se indicará qué patillas se han asignado correctamente y cuáles no. Es posible una mayor personalización seleccionando manualmente los modelos para los pines apropiados como se ha descrito anteriormente.
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Haga clic en OK para completar la importación de la información IBIS y volver al cuadro de diálogo Signal Integrity Model diálogo.
Edición de modelos de patillas
Es posible añadir o editar un modelo de pin existente especificando varias características eléctricas de ese pin. Tenga en cuenta que esto también está disponible para otros tipos como BJTs, Conectores y Diodos.
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Para modificar los modelos de patillas, haga clic en el botón Add/Edit Model en el cuadro de diálogo Signal Integrity Model si este botón está disponible para ese tipo. Aparecerá el cuadro de diálogo Pin Model Editor diálogo.
El diálogo Pin Model Editor diálogo
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Haga clic en New en la lista desplegable Model Name.
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Realice los cambios necesarios y haga clic en OK.
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Si se trata de un nuevo modelo de clavija, ese modelo estará ahora disponible para seleccionarlo en las clavijas de este (y otros) componentes.
Trabajando con el Editor de Implementación de Modelos Ibis
Para soportar herramientas de terceros que requieren modelos IBIS dedicados para sus simulaciones de Integridad de Señal y no pueden usar el formato de modelo de Integridad de Señal propio de Altium Designer (referido como SI Macro Models), Altium Designer incorpora un editor de implementación de modelo IBIS dedicado, permitiendo que el modelo IBIS se adjunte al componente esquemático. Así que puedes
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Importar los modelos de pines IBIS a los pines del componente durante el análisis de integridad de la señal (para almacenarlos como modelos de macros SI de Altium Designer) como se ha descrito anteriormente (consulte Importación de archivos IBIS), o bien
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Adjuntar el modelo IBIS al componente esquemático, como se describe a continuación.
Esta función es compatible con todas las versiones de la especificación de modelos IBIS, hasta la versión 4.0 inclusive.
Para añadir un modelo IBIS a un componente esquemático:
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Para un componente colocado en el editor esquemático - seleccione el componente y abra el panel Properties panel.
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Para un componente que se está editando en el editor de símbolos esquemáticos - active el componente necesario seleccionando su entrada en el panel SCH Library y abra el panel Properties panel.
Haga clic en el botón Add en la zona Parameters región del Properties panel y seleccione Ibis Model. Se abrirá el diálogo IBIS Model se abrirá.
Se puede definir cualquier número de enlaces de modelo IBIS para un componente esquemático, pero sólo uno puede ser el modelo activo en un momento dado.
Modelo IBIS
Especifique el nombre del modelo, exactamente como aparece en el archivo .ibs y asigne al enlace del modelo un nombre significativo, que quizás describa lo que representa la implementación en este dominio.
Alternativamente, y especialmente si no está seguro del nombre, utilice el botón Browse para acceder al cuadro de diálogo Browse Libraries diálogo. Utilice este cuadro de diálogo para buscar archivos de modelo IBIS en todas las bibliotecas disponibles actualmente. Utilice la función Find de este cuadro de diálogo si los archivos de modelo necesarios no forman parte de las bibliotecas disponibles actualmente.
Especifique el nombre del modelo directamente o búsquelo.
Al buscar un archivo IBIS, el menú desplegable Nombre presentará todos los modelos, por nombre, definidos en ese archivo. Sólo tiene que seleccionar el que desee.
La correspondencia de los pines de los componentes esquemáticos con los pines del modelo IBIS se define en el cuadro de diálogo Model Map al que se accede pulsando el botón Pin Map .
Verifique la asignación de pines de componente a modelo en el cuadro de diálogo Model Map.
Ubicación del archivo IBIS
En esta sección del cuadro de diálogo IBIS Model con las que especificar cómo debe localizar el software el modelo, siempre que el nombre del modelo esté definido:
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Any - todas las Bibliotecas disponibles (bibliotecas del proyecto, bibliotecas instaladas y bibliotecas encontradas a lo largo de rutas de búsqueda definidas) se utilizan para buscar el modelo.
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File name - introduzca el nombre de archivo completo en el que reside el modelo (por ejemplo,
lv640f63.ibs). Se utilizan todas las bibliotecas disponibles para buscar el modelo. Si no se encuentra aquí, se utilizará la ruta de la biblioteca por defecto (el campo Library Path en la página System – Default Locations página del Preferences ) para ver si el archivo nombrado se puede encontrar allí.
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File path - introduzca la ruta/nombre completo del archivo. Pulse el botón Choose para buscar el archivo. Esta opción siempre encontrará el modelo, ya que es explícita (¡siempre que, por supuesto, el archivo permanezca en ese directorio!).
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Integrated/Database Library - después de la colocación, si el componente se coloca desde una biblioteca integrada o de base de datos, el modelo puede obtenerse directamente de esa misma biblioteca, siempre que la biblioteca forme parte del conjunto de Bibliotecas disponibles.
Si se localiza correctamente, se indicará dónde se ha encontrado el modelo.
Especifique cómo encontrar el modelo IBIS.
Modelos de pines
Esta sección del diálogo presenta una lista de los modelos de patillas definidos para el modelo IBIS seleccionado. Sin embargo, puede cambiar Model Type del valor por defecto Typical Casea Strong Case o Weak Case respectivamente.
Pin Models para el modelo IBIS elegido.
Selectores de modelo
La región Model Selectors del cuadro de diálogo se rellenará si el modelo IBIS elegido tiene selectores de modelo. Esto le permite elegir qué modelo utilizar (por ejemplo, un pin puede tener modelos para diferentes niveles de voltaje; 3.3V, 5V, etc.).
Ejemplo de modelo IBIS con selectores de modelo definidos.
Reglas de diseño de integridad de la señal en el esquema
Las reglas de diseño específicas de PCB para la integridad de la señal pueden definirse en el esquema si se añaden como parámetros.
Regla de diseño de redes de alimentación
Para el análisis de integridad de la señal, debe añadirse una regla de PCB para identificar las redes de alimentación y su tensión mediante la directiva Parameter Set. Para añadir la regla de diseño de redes de alimentación en el esquema:
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Coloque la directiva Parameter Set (Place » Directive » Parameter Set) en la red correspondiente.
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Cuando la directiva colocada esté seleccionada, pulse el botón Add en la región Parameters del panel Properties y seleccione Rule en el menú desplegable.
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Se abrirá el cuadro de diálogo Choose Design Rule Type donde se puede elegir el tipo de regla. Desplácese hasta las Signal Integrity reglas y seleccione Supply Nets y haga clic en OK.
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Aparecerá el cuadro de diálogo Edit PCB Rule (From Schematic) - Supply Nets diálogo. Introduzca la tensión para esta red de alimentación y haga clic en OK. La entrada de la regla aparecerá en el Properties panel.
Las reglas de diseño de integridad de señal pueden añadirse directamente en los esquemas utilizando las directivas de conjunto de parámetros.
Después de transferir el diseño al diseño de PCB, la regla se añade a las reglas de diseño de PCB (disponibles para su visualización y edición en el Editor de PCB desde el cuadro de diálogo PCB Rules and Constraints Editor mediante el comando Design » Rules ).
Tenga en cuenta que en el editor de esquemas, el ámbito de la regla (el conjunto de objetos a los que se dirigirá la regla) se define por el lugar donde se añade el parámetro, por ejemplo, en un cable o pin. En el editor PCB, el alcance de una regla se define dentro de la propia regla.
Regla de diseño del estímulo de señal
La otra regla de diseño que puede configurarse desde el editor de esquemas es la regla de estímulo de señal. Cuando se ejecuta esta regla, el estímulo se inyecta en cada pin de salida de la red que se está analizando. Esto requiere una regla de diseño que utilice un ámbito de 'todos', por lo que es necesario crear un parámetro de hoja para esta regla. Si no se configura esta regla, se utilizan las opciones por defecto de la regla.
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Si no hay ningún objeto seleccionado en la hoja esquemática, abra el panel Properties panel. En la pestaña Parameters del panel, haga clic en el botón Add y seleccione Rule en el menú desplegable.
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Se abrirá el cuadro de diálogo Choose Design Rule Type donde se puede elegir el tipo de regla. Desplácese hasta las Signal Integrity reglas y seleccione Supply Nets y haga clic en OK.
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Aparecerá el cuadro de diálogo Edit PCB Rule (From Schematic) - Signal Stimulus diálogo. Elija el tipo de estímulo, el nivel de inicio y los tiempos y, a continuación, haga clic en OK. La entrada de la regla aparecerá en el panel Properties panel.
Una regla de diseño de integridad de la señal puede añadirse como parámetro de la hoja esquemática.
Reglas de diseño de integridad de la señal en PCB
Los parámetros de integridad de la señal, como los requisitos de sobreimpulso, subimpulso, impedancia y pendiente de la señal, pueden especificarse como reglas de diseño de PCB estándar. Seleccione Design » Rules en el Editor PCB para acceder al cuadro de diálogo PCB Rules and Constraints Editor donde puede configurar estas reglas. También puede configurar estas reglas utilizando parámetros en el editor de esquemas y aparecerán en el cuadro de diálogo PCB Rules and Constraint Editor diálogo después de transferir el diseño al diseño de PCB.
El cuadro de diálogo PCB Rules and Constraint Editor cuando se navega por una regla de diseño de Sobreimpulso - Flanco de Caída
Estas reglas tienen dos propósitos. Una es cuando se ejecutan las comprobaciones DRC estándar desde PCB - la placa puede ser comprobada contra estas reglas utilizando el análisis de detección estándar. El segundo uso de estas reglas es cuando se utiliza el panel Signal Integrity panel. Estas reglas pueden configurarse y activarse como pruebas y el panel mostrará gráficamente qué redes han fallado qué pruebas.
Una vez preparado el diseño, configure y ejecute el análisis de integridad de la señal.
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