PowerSI仿真软件的Workflow工作流介绍

在进行PowerSI仿真时候，需要先预设Workflow（工作流），路径是File > Switch Workflow > PowerSI。下列是工作流的介绍：

01 模型提取

模型提取是所有仿真的基础步骤，用于从PCB设计文件（如.brd）中提取物理结构信息，生成可用于后续仿真的SPD模型。它确保几何结构、层叠、网络命名等参数准确无误，是后续所有分析的起点。

为什么需要生成模型？PCB 设计文件（如 Cadence Allegro 的 .brd 或 Mentor Xpedition 的 .tgz）包含的是几何图形和电气连接关系，而仿真软件需要的是数学模型（如 S 参数、SPICE 模型）。Model Extraction 就是负责将复杂的几何结构转化为电路仿真器能读懂的数学语言的过程，它可以用于提取IBIS模型、SPICE模型、RLGC分布式参数模型和S参数、Z参数、Y参数模型。

02 噪声耦合分析

噪声耦合分析专注于分析电源/地平面之间的噪声耦合效应，特别是开关稳压器（VR）产生的高频噪声如何通过平面结构传播并影响敏感信号。该工作流可量化不同网络间的串扰贡献值，帮助工程师优化去耦电容布局和电源分割策略。

噪声源一般有分段线性电流源，芯片电流特征，频谱电流特征。噪声耦合分析本质上是一个频域扫描过程，它假设整个电路系统（包括电源分配网络PDN和信号走线）都是线性的，因此不能对IO非线性输出引起的噪声进行仿真，例如开关噪声。

噪声耦合分析的作用如下：

观测 PDN 系统的交流耦合噪声及平面间电压波动：在电流源（噪声）的激励下，直观地观测电源和地平面的噪声波动情况，以及层间的电压波动幅度。

寻找特定电噪声与传导耦合路径：当有一个噪声源加在两个平面之间时，分析能激起多大的噪声纹波，并精准定位最大噪声纹波所在的位置及其所处的频率。这对于排查板级 EMI/EMC 问题至关重要。

指导去耦电容的放置与优化：通过仿真找出电源平面的谐振峰值和频率，从而有针对性地添加适合的去耦电容来压制谐振噪声，降低电源分配网络（PDN）的整体阻抗。

压降仿真分析：除了交流噪声分析外，该模式同样可以用于进行直流或交流的压降仿真分析，评估供电网络的可靠性。

03 EMC/EMI辐射仿真

EMC/EMI辐射仿真主要用于评估PCB板的电磁辐射特性，即“干扰源→传播路径→受扰对象”三要素中的辐射部分。它模拟近场和远场的电磁场分布，识别高辐射风险区域，常用于满足FCC、CE等法规认证要求，其主要功能如下：

计算远场和近场辐射：基于电路的信号或电源电流分布，预测从单板或封装向外辐射的电磁场强度。

定位辐射源：识别板上高频电流路径、参考平面边缘、过孔、走线等可能成为“天线”的区域，找出超标辐射的根本原因。

辅助 EMI 合规设计：在设计阶段提前发现潜在的辐射超标问题，从而优化布局、层叠、屏蔽或滤波措施，降低产品通过 EMC 认证的成本和时间。

04 EMC/EMS电磁敏感度仿真

EMC/EMS电磁敏感度仿真与EMI仿真相对，此工作流关注系统对外部电磁场的敏感度，即“抗扰度”。它模拟平面波入射时，PCB上哪些区域或网络容易受到干扰，用于提升产品的电磁兼容鲁棒性。其主要功能如下：

评估系统抗扰度：评估整个系统（如PCB、封装）对指定平面波（频率、场强、方向可调）的抗扰度。

定位敏感区域：找出设计中易受干扰的区域，例如脆弱的长走线、不连续的参考平面或特定电源区域。

预防潜在故障：量化计算外部干扰在PCB上耦合出的噪声电压，验证是否会超过器件电平阈值。

指导设计整改：评估屏蔽罩、滤波电路等防护措施的实际效果，提升产品测试成功率。

05 谐振分析

谐振分析专门用于分析电源/地平面构成的谐振腔体在特定频率下的谐振模式与幅度。谐振会导致局部电压波动加剧，使去耦电容失效，进而引发信号完整性问题。该工作流可定位谐振频点并指导电容选型与布局。

06 电气规则检查

这是一个电气规则检查工作流，用于快速验证走线的阻抗匹配、耦合程度及参考平面完整性。它不依赖复杂仿真，而是基于几何规则和材料参数进行静态检查，适合在设计早期发现潜在SI/PI问题。

07VR噪声分析

该工作流主要针对电压调节器模块，评估其输出噪声对下游电路的影响。它会计算关键节点的噪声指标，并结合S参数分析噪声传播路径，帮助优化VR布局和滤波设计。

08 S参数分析

该工作流用于提取和分析高速信号网络的S参数，评估插入损耗、回波损耗、串扰等关键指标。它是信号完整性仿真的核心环节，尤其适用于SerDes、DDR等高速接口设计。

09 多板级仿真

该工作流支持跨板级或多模块级联仿真，例如将封装基板、连接器、PCB等不同结构的S参数模型整合在一起，进行系统级的电源/信号完整性分析。这对于复杂多板系统（如服务器、通信设备）至关重要。