Hyperlynx

产品特点

工程化的高速PCB 信号完整性与电磁兼容性仿 真工具，操作简便，易于掌握
支持所有PCB 环境下的设计文件
支持PCB 前仿真/后仿真分析
支持PCB 叠层结构、物理参数的提取与设定
支持各种传输线的阻抗规划与计算
支持反射、串扰、损耗、过孔效应及电磁兼容性分析
通过匹配向导为高速网络提供串行、并行及差分匹配等方案
支持多板分析，可对板间传输的信号进行反射、串扰及损耗分析
提供DDR/DDRII/USB/SATA/ PCIX 等多种Design Kit
HyperLynx：工程化的高速PCB 信号完整性与电磁兼容性分析环境

概述

电子工程师们越来越深刻地体会到：即 使电路板（PCB）上的信号在低至几十兆的 频率范围内工作，也会受到开关速度在纳秒 （ns）级的高速芯片的影响而产生大量的信 号完整性（SI）与电磁兼容性（EMC）问题。 一个优秀的电路设计，往往因为PCB 布局布 线时某些高速信号处理不当而造成严重的过 冲/下冲、延时、串扰及辐射等问题，最终导 致产品设计的失败。
Mentor Graphics 公司的HyperLynx 软 件是业界应用最为普遍的高速PCB 仿真工 具。它包含前仿真环境（LineSim），后仿真 环境（BoardSim）及多板分析功能，可以帮 助设计者对电路板上频率低至几十兆赫兹， 高达千兆赫兹（GHz）以上的网络进行信号 完整性与电磁兼容性仿真分析，消除设计隐 患，提高设计一版成功率。

操作简洁、功能齐全的信号完整性与电磁兼 容性分析环境

对于大多数工程师而言，信号完整性与 电磁兼容性分析仅仅是产品设计流程中的一 个环节，在此环节采用的工具必须与整个流 程中的其他工具相兼容，且要保证工程师能 快速掌握工具，并将其应用于实际的设计工 作。否则，性能再好的软件也很难在工程实 践中得到广泛应用。
HyperLynx 兼容 Mentor/Cadence/Zuken/Protel 等所有格式 的PCB 设计文件。为高速PCB 仿真提供了 简便易学的操作流程，就像实验室里的数字 示波器与频谱分析仪；原理图工程师、PCB 工程师，或信号完整性工程师经过短期的培 训，即可使用HyperLynx 解决各自工作中的 问题，从设计初期的网络拓扑结构规划、阻 抗设计、高速规则定义与优化，直到最终的 板级验证等工作均可在HyperLynx 中完成， 可以有效地避免过度设计与设计反复。

前仿真功能（HyperLynx LineSim）

LineSim 用于PCB 前仿真分析，其配置 分为中低频段（EXT 模块：300MHz 以下） 和高频段（GHz 模块：300MHz 以上）两种。 可以在PCB 布局布线之前，对原理图中的高 速信号进行“What-If”仿真，考察信号在虚 拟的叠层结构与布线参数下的传输效果，帮 助设计者优化出一套适合当前电路的PCB 叠层结构、布线阻抗与高速设计规则（线宽、 线长、间距等）。软件提供了可视化的叠层结 构设计窗口，帮助工程师方便快速地设计信 号/电源层结构，编辑板材物理参数，并观察 叠层结构与材料参数对阻抗与损耗的影响；
LineSim 可以和DxDesigner 衔接，自动 导入原理图中关键网络的拓扑结构模型，并 为网络管脚指定IBIS 模型，管脚间的连接可 用微带线（Micro Strip）、带状线（Strip Line）、同轴电缆、双绞线等多种传输线结构 来描述，还可以假定此网络的布线参数（线 宽、线长、间距等）。然后运行前仿真，测试 这一网络在上述虚拟传输环境下的信号质量 与电磁辐射，通过对过冲/欠冲、延时、串扰、 EMI 频谱及眼图等指标的考察，来验证前面假定的条件是否合理。经过不断地仿真调试， 最终得出一套适合此关键网络的叠层结构、 拓扑结构和布线参数，这些信息可以由 LineSim 回传给DxDesigner，并随同网表进 入PCB 环境，实现PCB 板的规则驱动布线。 通过前仿真可以将设计者的高速信号处理经 验与软件的计算功能有效地结合起来，确保 高速PCB 的设计效率。

后仿真功能（HyperLynx BoardSim）

BoardSim 用于PCB 后仿真验证，可以导入PCB 设计文件，提取叠层结 构与叠层物理参数，计算传输线特征阻抗， 进行信号完整性与电测兼容性测试。 BoardSim 提供批处理仿真（Batch Simulation）功能，对PCB 进行整板快速扫 描，发现过冲、延迟、串扰及EMI 辐射超出 设计要求的网络，并给出详细的结果报告；
BoardSim 也可以对单个网络进行交互式仿 真分析，输出精确的信号传输波形、EMI 辐 射频谱或眼图，设计者可以修改布线参数后 再仿真，从而发现并改善不合理的布线；还 可以在BoardSim 中直接修改网络中的匹配、 无源器件参数等信息，然后通过设计反标 （Backward Annotation）来更新原理图及 PCB，快速实现数据同步，且避免了人为修 改的错误与疏漏。

多板分析功能

HyperLynx 支持系统级仿真，可以对多 块PCB 构成的高速数字系统进行信号完整 性分析，考察关键网络在不同PCB 上的传输 效果，帮助设计者量化跨板传输对信号工作 状态的影响。软件提供了符合工业标准的连接器、电缆或金手指插槽等器件的IBIS 模 型，可以精确地描述板间互连。

串扰（CrossTalk）分析功能

LineSim 和BoardSim 均支持串扰分析 功能。在前仿真阶段运行串扰分析，可以帮 助设计者优化间距、耦合长度等布线规则， 解决布线时信号间的互感互容耦合问题；串 扰分析功能还可以用来设计差分对的阻抗， 根据设计者对差分阻抗的要求，计算出合适 的差分对间距、线宽等参数。
在后仿真阶段，设计者可以对PCB 上所 有网络进行批量串扰仿真，计算网络之间的 串扰强度，把超出设计安全指标的网络汇总 输出；软件还提供串扰定位功能，对于选中 的任意网络，软件会标识出与之有串扰关系 的其他网络，且高亮显示发生耦合的布线区 域，便于对照仿真结果修改PCB 设计，提高 了设计效率。

电磁兼容性分析

LineSim 和BoardSim 均支持电磁兼容 性分析功能。可以帮助设计者考察PCB 叠层 结构、布局布线参数、端接参数及屏蔽方式 等因素对信号电磁辐射的影响。软件可通过 虚拟的电流探针与标准距离（3/10/30 米）的 天线探针对PCB 上的强干扰源进行电磁辐 射分析，计算出干扰源在各个频段上的辐射 值。
软件还提供了图形界面的频谱分析仪显 示电磁兼容性的分析结果。在频谱分析仪中 集成了国际通用的电磁辐射安全检验标准数 据，如FCC、CISPR 及VCCI 等，可对仿真 结果进行EMI 超标测试。设计者也可以在频 谱分析仪中建立自己公司的电磁辐射安全检 验标准。
相对于高昂的 EMI 测试费用， HyperLynx 在产品设计阶段即可通过仿真发 现电路中的EMI 隐患，并提出改进建议。是 一套高性价比的EMI 解决方案，可节省大量 的研发成本，并有助于缩短研发周期。

眼图（Eye-Diagram）分析功能

LineSim 和BoardSim 中均支持眼图分 析功能。可用于查看高速数据信号和时钟信 号的工作状态，帮助设计者测试当系统时钟 出现偏移、抖动等异常现象时数据信号的传 输效果，以确认系统的稳定性。软件支持 PRBS/Toggling/USB2.0 Compliance 等标准 激励或自定义激励，及USB/PCI-E/SATA/ SERDES 等标准的Eye Mask 或自定义的 Eye Mask 参数，为仿真工作节约了大量时间。

有损传输线（Loss Transmition Line）模型

LineSim 和BoardSim 中均支持有损传 输线模型。对于千兆赫（GHz）以上频率的 PCB 设计，传输线的趋肤效应损耗与介质损 耗对信号波形（幅值、升降沿）的影响已不 可忽略。通过有损传输线分析，可以考察叠 层参数、布线参数及工作频率等因素与两种 损耗的关系，为高频PCB 叠层介质的选择和 布线规则定义提供指导，帮助设计这更有信 心地完成高频PCB 设计。

过孔（Via）效应分析

BoardSim 中支持过孔效应分析。对千兆 赫兹（GHz）以上频率的PCB 设计，过孔长 度与LC 寄生参数会造成信号延迟及其他信 号完整性问题。利用过孔效应分析，可以验 证高频网络中过孔的使用对信号工作状态的 影响，从而为布线中过孔的使用提供参考依 据，确保产品在高频环境下工作的稳定性。

SPICE 模型输出功能

HyperLynx 可将PCB 上的网络，包含过 孔、传输线、IC 管脚、匹配电路等，输出为 SPICE 格式的仿真模型，从而将原理图的功 能仿真扩展到板极的物理连接，改善了原理 图仿真的精度，进而提高了设计一次成功率。

完善的高速仿真模型解决方案

HyperLynx 兼容多种格式的仿真模型， 如IBIS/SPICE/VHDL-AMS/ S-Parameter 等。
HyperLynx 为高速仿真提供了强大的 IBIS 模型支持。包含CMOS/TTL 等标准工 艺的IC 管脚模型；74 系列逻辑器件，常用CPU/DSP，FPGA/CPLD 等器件的IBIS 模 型；HyperLynx 提供了模型创建向导，只需 设计者输入元器件管脚开关时间、封装寄生 参数、工艺类型等信息，即可创建简易的仿 真模型或标准格式的IBIS 模型。
HyperLynx 还提供了可视化的IBIS 模 型编辑器，帮助设计者校验从不同渠道获取 的IBIS 模型，修正其中的语法、管脚工作曲 线不单调等错误，保证仿真精度不受影响。 上述解决方案可帮助设计者快速排除模 型困扰，让仿真工具及时为设计工作服务， 有助于缩短产品研发周期。

集成高精度的 Eldo 仿真器

对千兆赫兹（GHz）以上频率的PCB 进 行高速仿真时，常使用SPICE 模型以提高仿 真结果的精度，HyperLynx 自带了具有 SPICE 内核的仿真器——Eldo，对 SPICE 模型提供了本地化的支持。软件还可 根据SPICE 模型创建IBIS 模型。设计者可 以在HyperLynx 中完成适合所有精度要求及 模型的仿真工作，避免切换仿真工具的繁琐。 提供多种 Design Kit 仿真模板
HyperLynx 提供了多种当前主流技术的 Design Kit，如USB/DDR/DDRII/ PCI-E/ PCI-X/SATA/StratixGX 等。每种Design Kit 都提供了通用的拓扑结构与仿真模型，设计 者只需在这些Design Kit 上作简单的修改， 即可快速完成与自己设计一致的拓扑结构， 开始仿真工作，节省了大量时间和成本。