高阶研修班 第一期：SI PI工具安装准备与高效学习技巧

 

李老师经过深思熟虑和精心整理，历时五日，为大家构建了一个全面而系统的学习框架，涵盖了信号完整性（SI）、电源完整性（PI）、高速接口、反射、串扰、电源分配网络（PDN）、电源噪声、高速接口、SERDES、DDR5/LPDDR5、EMC辐射仿真、IBIS模型修改、电源平面优化、ESD仿真、LPDDR4仿真、MIPI仿真以及三维连接器建模仿真等多个关键领域。

 

以下为问题整理：（仅展示部分题目，完整题目可报名参与学习）

 

信号完整性题目（SI）

 

 

 

1

 

 

 

如何通过三维电磁仿真优化手机和电脑主板上USB 4.0接口的差分信号路径以减少反射？

答：利用三维电磁仿真软件，分析差分对间的耦合、阻抗匹配和走线长度差异，优化走线布局和介质材料。

2

 

 

 

解释并演示如何通过IBIS-AMI模型仿真预测DDR5内存接口上的信号完整性问题。

答：使用IBIS-AMI模型，考虑内存芯片的驱动能力和负载效应，仿真分析信号波形、抖动和眼图。

3

 

 

 

在手机主板设计中，如何通过仿真优化MIPI CSI-3接口上的差分信号串扰？
 

答：采用三维电磁仿真，分析差分对之间的电磁耦合，通过调整间距、屏蔽和走线布局减少串扰。

4

 

 

 

描述一种通过仿真预测和解决FPGA高速采集主板上SERDES接口的ISI问题的方法。
 

答：利用频域仿真工具，分析传输线的损耗和色散，通过预加重、去加重和均衡技术优化信号质量。

 

电源完整性题目（PI）

 

 

 

1

 

 

 

在手机和电脑主板设计中，如何通过仿真优化电源分配网络（PDN）以减少IR Drop？
 

答：利用PI仿真工具，分析PDN的阻抗和电流分布，通过增加电源平面厚度、优化去耦电容布局和降低电源路径阻抗减少IR Drop。

2

 

 

 

解释并演示如何通过仿真预测和解决FPGA高速采集主板上电源网络上的电源噪声问题。
 

答：采用PI仿真，分析电源网络上的噪声源和传播路径，通过增加去耦电容、优化电源平面设计和调整开关频率减少电源噪声。

3

 

 

 

如何通过仿真优化手机和电脑主板上的电源平面以减少地弹噪声？
 

答：利用PI仿真工具，分析电源平面的阻抗和电流分布，通过增加接地通孔、优化电源平面布局和降低电源平面阻抗减少地弹噪声。

4

 

 

描述一种通过仿真预测和解决DDR5内存接口上的电源分配不均问题的方法。
 

答：采用PI仿真，分析DDR5接口处的电压降和IR Drop，通过增加去耦电容、优化电源路径和调整电源平面设计确保电压稳定。

 

电源PDN仿真题目

 

 

 

1

 

 

 

如何通过仿真优化手机和电脑主板上的电源分配网络（PDN）以减少电源噪声和电压波动？
 

答：利用PDN仿真工具，分析PDN的阻抗、噪声和瞬态响应特性，通过增加去耦电容、优化电源平面设计和调整VRM参数减少电源噪声和电压波动。

2

 

 

 

解释并演示如何通过仿真预测和解决手机和电脑主板上电源分配网络上的地弹噪声问题。
 

答：采用地弹噪声仿真工具，分析地弹噪声的产生机制和传播路径，通过增加接地通孔、优化电源平面布局和调整信号路径布局减少地弹噪声。

3

 

 

 

如何通过仿真优化手机和电脑主板上的去耦电容配置以减少电源噪声和IR Drop？
 

答：利用去耦电容仿真工具，分析去耦电容的阻抗特性和分布对电源噪声和IR Drop的影响，通过增加去耦电容数量、优化电容布局和调整电容值减少电源噪声和IR Drop。

4

 

 

 

描述一种通过仿真预测和解决手机和电脑主板上电源分配网络上的电压降（IR Drop）问题的方法。
 

答：采用IR Drop仿真工具，分析电源路径上的电流密度和电压降分布情况，通过增加电源路径宽度、优化布局设计和调整VRM参数。

 

高速接口与协议仿真题目

 

 

 

1

 

 

如何通过仿真优化手机和电脑主板上的PCIe 4.0接口的信号完整性，以满足高速数据传输要求？

答：采用PCIe 4.0信号完整性仿真工具，分析接口上的信号波形、抖动和眼图，通过优化走线设计、终端匹配和增加信号调理电路改善信号质量。

 

2

 

 

 

解释并演示如何通过仿真预测和解决手机和电脑主板上USB 3.2 Gen 2x2接口上的信号衰减和串扰问题。

答：利用USB 3.2 Gen 2x2信号完整性仿真工具，分析接口上的差分信号路径和电磁耦合效应，通过优化走线布局、增加屏蔽和调整差分对间距减少信号衰减和串扰。

 

电热仿真题目

 

 

 

1

 

 

 

如何通过电热仿真分析手机和电脑主板上的热点分布，并采取措施进行散热设计？
 

答：利用电热仿真工具，分析主板上的功率密度分布和温度场，通过增加散热片、风扇或热管等散热措施，优化散热路径，确保主板上的温度保持在安全范围内。

2

 

 

 

如何通过电热仿真分析手机和电脑主板上的电源路径上的热效应，并优化以减少电源噪声和电热耦合？
 

答：利用电热联合仿真工具，分析电源路径上的电流密度、温度分布和电热耦合效应，通过增加散热措施、优化电源路径布局和调整去耦电容配置减少电源噪声和电热耦合。

 

三维连接器与高速信号仿真题目

 

 

 

1

 

 

 

如何通过仿真优化手机和电脑主板上三维连接器（如USB-C）的高速信号性能？
 

答：建立三维连接器的电磁模型，分析连接器内部的信号传输特性，包括阻抗匹配、串扰和反射等，通过优化连接器的结构设计、材料选择和信号路径布局提高高速信号性能。

2

 

 

 

描述一种通过仿真预测和解决手机和电脑主板上三维连接器上的电源分配网络（PDN）噪声问题的方法。
 

答：利用PDN仿真工具，分析连接器上的电源路径和去耦电容配置对PDN噪声的影响，通过增加去耦电容、优化电源路径布局和调整VRM参数减少PDN噪声。

IBIS模型与高速信号优化题目

 

 

 

1

 

 

 

如何根据手机和电脑主板上的高速信号特性，修改和优化IBIS模型以提高仿真准确性？
 

答：分析高速信号的频率成分、传输线特性和负载效应，根据这些特性调整IBIS模型中的参数，如上升时间、下降时间、输出阻抗和反射系数，以提高仿真的准确性和可靠性。

2

 

 

 

描述一种通过仿真预测和解决手机和电脑主板上高速信号路径上的时序违例问题的方法。
 

答：采用时序仿真工具，分析高速信号路径上的延迟、抖动和时序裕量，通过优化走线长度、增加缓冲器和调整时钟频率等措施解决时序违例问题。

 

ESD仿真与高速信号保护题目

 

 

 

1

 

 

 

如何通过仿真分析手机和电脑主板上高速信号路径上的ESD敏感性，并采取措施进行保护？
 

答：利用ESD仿真工具，分析高速信号路径上的ESD电流分布和电压应力，通过增加ESD保护器件、优化保护电路的设计和布局以及调整信号路径上的阻抗匹配等措施提高ESD防护能力。

2

 

 

 

描述一种通过仿真预测和解决手机和电脑主板上高速信号路径上的ESD保护器件对信号完整性的影响的方法。
 

答：采用信号完整性仿真工具，分析ESD保护器件对高速信号波形、抖动和眼图的影响，通过优化保护器件的选型、参数和布局设计，确保在满足ESD防护要求的同时，尽量减少对信号完整性的影响。