前回はG-FormatからSPICEモデルを抽出しました。今回は、このSPICEを使ってクロストークノイズの解析を行います。回路シミュレータはANALOG DEVICES 社のLTSPICE を使用します。
カテゴリー: チュートリアル
第5回 G-Formatからのモデル抽出
前回はLPBフォーマット交換サイト の使い方を説明しまた。今回から、G-Format を使ってクロストークノイズの解析を行う作業を紹介します。Siemens EDA社（旧Mentor 社）のHyperLynx Fast 3D Solver やANSYS 社のANSYS Electronics DesktopにはG-Format の入力機能を備えています。これらのツールを使ってG-Formatからシミュレーション用のモデルを作ることができます。今回はHyperLynx Fast 3D Solverを使ってシミュレーション用のSPICEモデルを作ります。
第4回 LPBフォーマット交換サイトの使い方
前回まではクロストーク解析用の基板をモチーフにGFormatの文法を解説してきました。今回は少し趣向を変えてGEＭ Design Technologiesが提供してるLPBフォーマット交換サイトを紹介します。
LPBフォーマット交換サイト は、企業間でLPBフォーマットを安心・安全に交換するための場として GEM Design Technologies が提供するサイトです。 ここでは、このサイトを利用して自作したG-Formatファイルの文法チェック や表示を行う方法を説明します。尚、今回の連載ではWEB版の機能を紹介しますが、デスクトップ版のアプリもリリースされる予定です。これに関しては別の機会で紹介したいと思います。
第3回 クロストーク解析用の基板の作成 (2)
前回の連載ではG-Formatを使って基板の部品配置まで行いました。今回はG-Formatを使って配線パターンを定義して基板を完成させます。今回までの内容で、単純なパターンの基板レイアウトをG-Formatで記述できるようになります。
第2回 クロストーク解析用の基板の作成 (１）
前回はGFormatの概要を説明しました。今回からは具体的な例を示しながらGFormatの詳細について説明していきます。
クロストークは信号が変化する際に隣接する配線にその一部が漏れる現象で、 信号品質を劣化させる原因の一つです。 多くの場合、クロストークの原因となる配線と（aggressor）との被害を受ける側の線路（victim） が並走している場合に生じます。 クロストークは以下の5つが影響するいわれています。以下、電磁界解析ツールを使って上記の因子がクロストークにどの様な 影響を与えるかを検証する例を示しながら、G-Formatの文法を解説していきます。
- Agressor側の信号の立ち上がり時間
- Agressorの配線とVictimの配線が並走する線長
- Agressorの配線とVictimの配線の間隔
- AgressorやVictimの配線と、それに対向するグランドプレーンと距離
第1回 LPB GFormatとは
LPB FormatはM-Foramt, C-Format, R-Format, G-Format, N-Formatの
5つのフォーマットで構成されています。その中のG-FormatはLSI、パッケージやプリント基板などのレイヤスタックアップ構造 のレイアウトデータを定義するためのフォーマットで、 構想設計時の電気・熱解析を手軽に行うことを主目的としたものです。
構想設計時にPower PointやVisio等のドローイングツールを使って プリント基板のフロアプランや配線パターンを検討することがあります。 これらのドローイングツールは手軽に使えるものの、検討した配線パターン の電気特性を解析するには解析ツール上でパターンをトレースし直す必要がありました。 また検討結果を次工程のEDAツールに直接引き渡すことも渡すこともできませんでした。 G-Formatは構想設計段階で電気・熱解析を手軽に行いたい、検討結果をレイアウトEDAツールに 正確に伝達したい、という要望から策定されました。 G-Formatは単純な図形情報に解析に必要な層構成と素材の物理パラメータを追加したものです。 非常に単純な構造なので簡単なプログラムで自動合成することも容易です。
G-Formatは手軽にレイアウトを表現できる半面、基板製造に使えるほどの精度は有りません。 従ってレイアウトEDAツール間でのデータ交換は目的としていません。 またGerberやODB++のように製造工程への情報伝達も目的としていません。 あくまでも軽量さを重視し、構想設計時の電気・熱解析を手軽に行うことを目的としたものです。
本連載では具体例を示しながらG-Formatの文法を解説していきます。 また応用例としてG-Formatを使った電気特性の解析例を紹介します。 実際に手を動かしながらG-Formatを学ぶことができるように配慮しました。
なお、本書では実際のツールを使った解析例を示しますが、例示されている解析例に 関するご質問は JEITA SDTCまでお願いします。 ツールの開発元にお問い合わせることはご遠慮頂きますようお願いします。
第10回 CFormatの新機能の紹介
今回はIEEE2401-2019で新たにCFormatで追加された3次元データファイルを参照する機能について説明します。題材として前回・前々回で使用したDDR3を使用します。
第9回 DDR3（後編）
前回に引き続きDDR3を題材にCFormatでの設計制約の記述方法に関して説明します。今回は、インピーダンスやスキューの制約、電源の定義を行います。
第8回 DDR3（前編）
今回と次回はDDR3を題材としてより複雑なC-Formatについて学習します。前回までの内容に加え、新たに設計制約の定義方法に関しても説明します。
なお本連載では実際に存在する製品を例題にCFormatの解説を行ってきましたが、今回から例題とするDDR3は実存する部品ではありません。寸法や制約値は、説明の便宜上、仮想的に設定した値です。実際の設計制約ではありませんのでご了承ください。
第7回 MOSFET
今回は東芝のMOS-FET（TPHR7904PB）を例にしてC-Formatを見ていきます。今回取り扱うMOS-FETは前回までのコンデンサや水晶振動子と異なり複雑な形状の端子を持っています。この部品のパッケージ種別はSOPとなります。