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電容器基礎觀念

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         Take-away:  電容 器容值,和 「導體的幾何形狀」,「周圍的介電材料」相關。 電力線起於正電荷,終止於負電荷。 金屬互相越靠近,電容越大。 Maxwell電容矩陣有負號,SPICE電容矩陣沒有負號。 Maxwell電容矩陣、SPICE電容矩陣可互相轉換,GroundNet需定義清楚。 -----Start 電容器 杯子裝水       咖啡杯、馬克杯、大水桶,「容器幾何形狀」決定裝水大小。       但要給水龍頭,容器才有水儲存。 電容器裝電能       電容器C的大小取決於「導體的幾何形狀」,「周圍的介電材料」。       但要給電壓差在導體上,電容器才有電能儲存。       例如任意兩塊金屬靠近,但金屬不互相碰一起。       此兩塊金屬之間就能形成一個電容器,能存放電能(就像杯子能放水)。 C=Q/dV       兩塊金屬間給電壓差dV,感應出的電荷量Q,就是電容值大小。       將抽象能量具現化的秘訣就是「電力線起於正電荷,終止於負電荷」。       如下,畫出兩導體之間的電力線、正電荷、負電荷。 任意兩塊金屬之間都有電容器,有刻意設計和非刻意設計。 數量級 ●不刻意設計的Cap ~ pF        如信號pad/via寄生的Cap,兩訊號線之間的Cap, 50ohm傳輸線的對地容值Cap per inch 3pF。 ●刻意或不刻意設計PCB/PKG/DIE上的Cap ~ nF       如on-die cap, PCB/PKG Power Ground Plane Cap。 ●刻意設計的電容器元件Cap ~ uF       如MLCC, DIP cap。 NOTE: 電容 器容值,和 「導體的幾何形狀」,「周圍的介電材料」相關。 NOTE: 電力線起於正電荷,終止於負電荷。 平行板電容器 C = epsilon*A/d      epsilon為金屬周圍介電材料       A為平行板面積      d為平行板之間距離 透過公式,再次驗證C的大小和幾何形狀(A&d)相關。 此公式帶給我們重要觀念,當兩個金屬板靠很近(d很小),電容器C越大。 電容器廠商,為了提高容值,就會研究如何精進製程,讓兩個金屬越近越好。 反過來,兩條信號線AB之間也有電容器,儘管不是刻意設計的。 但能量/訊號會透過電容器在

Cadence Sigrity模擬自動化(TCL)

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  -----Start 因為工作實在太忙碌了,上次更新此網站是一年半前了。 趁著聖誕假期,外國人休假去了,很開心可以再聊聊SI/PI。 一個PKG/PCB設計,從前期參數設計,post-layout電性驗證sign-off,完工後的debug。 這些都倚賴模擬來分析,可想像模擬的量只會越來越多。 以往1~2個模擬案件,工程師有機會純手動完成。 但若老闆要求做100個、甚至1000個模擬呢? 想必純手動非常困難了。 此篇介紹Cadence Sigrity系列自動化操作。 先前文章介紹過 Cadence PowerSI ,本文仍用PowerSI當作範例。 (如下圖) TCL編輯器 PowerSI切換至TCL Command window。 TCL就是一種程式語言,指令分為兩種      通用TCL command      Sigrity專用TCL command (如下圖) 通用TCL command 通用指令可至 TCL基本指令 查詢。 例如:HelloWorld(可複製貼上)      set test "hello world"      puts $test 執行結果 當然TCL語法也支持if, loop, for, array, logic...等各種基本語法。 例如:用for迴圈設定寬度1mm到9mm(可複製貼上)      for {set ii 1} {$ii<10} {incr ii 2} {           set TraceWidth $ii           puts TraceWidth={$TraceWidth}mm      } 執行結果 (如下圖) Sigrity專用TCL command 若想用TCL控制PowerSI的選項,例如設定線寬,該怎麼做呢? Cadence提供非常好用的「TCL錄製功能」,可直接將使用者操作翻譯成TCL。 先點選上方「Record TCL」,再點選「Show current TCL script」。 之後,使用者在PowerSI做的任何操作,都會被紀錄且翻譯成TCL啦~ 例如:我操作更改線寬100um再改為50um,相對應的SigrityTCL會自動產生。      sigrity::update Trace {Trace84} -Width {0.0001} -Endw