希捷公司(Seagate Technology)的ECAD团队在开发5U机箱项目中，由于存在多个相互连接的电路板和电缆，厘清由此产生的直流压降和系统难题成为一个巨大的挑战。

设计挑战

“我们最近研究的项目是5U机箱，它由多个PCB板于中层和电缆相互连接。 理清楚由此产生的直流压降和预测肯能面临的系统难题对于我们来说是一个巨大的挑战。Cadence的Allegro原理图工具和Sigrity PowerDC仿真分析工具为我们提供了非常有价值的帮助。”

“由于电路板的密度和复杂性，我们希望测量压降以及平面电流和过孔电流密度。并使用PowerDC工具进行仿真。由于我们怀疑有电缆可能会由于多个PCB互联而导致压降，所以我们决定在系统级别进行压降测量。”

解决方案

“我们进行了一次仿真并观察了结果。依据仿真结果，我们将铜皮厚度从1oz修改为2oz，并更改了额外的敷铜层。然后我们进行了多次仿真迭代，观察到结果很大改善IR Drop 从90mV下降到54mV” 

“另外，基于3D自动化视图，我们还观察了当前的电流流向。根据电流流向，我们增加了多个过孔并降低了过孔电流的密度。Sigrity 的3D电流密度分析非常有帮助”

仿真效果分析

●   使用非常方便高效率：“我们从Sigrity工具获得的结果非常令人满意，因为我们从项目一开始就能得到仿真结果，从而明确在Layout、和供电网络中需要做什么样的修改。这个是非常有帮助的。第二个优势是由于Allegro和Sigrity集成在一起， 我们就可以免去转换成SPD文件格式的这一个步骤。另外一大优势则是热性能也可以从同一个Sigrity工具中获得并带到流体热应力分析中，从这些数据中我们可以得知平面的温度分布和电流密度，并根据各自的温度进行评估。”

●   大大提高设计质量：“回顾第一个挑战，我们的ECAD团队可以运行仿真并根据结果修改平面电流、平面形状和过孔。以及修改Layout。并在将文件发送到其他团队审查之前实现了快速检查和存储。这非常有利于我们ECAD团队提高设计质量。”

●   成本优势明显：“如果您向我咨询，我会推荐在设计周期一开始就采用Sigrity工具。因为随着电流密度不断增加，而成本却在不断下降的趋势， 进一步降低陈本将给我们带来不小的压力。这意味着我们需要不断减少板子的层数，减少平面和其他一切可以减少的东西。而如果我们从最开始就采用Sigrity工具，我们就能够分析出设计所需的最佳层数。这绝对会成为我们的成本优势。”

将仿真分析前置并融入设计全流程，不仅是技术上的优化，更是应对高密度、低成本趋势的必然选择。通过5U机箱项目的实践，深刻体会到，借助如Sigrity PowerDC这样与设计环境深度集成的工具，团队能够在设计早期洞察潜在风险，精准调整叠层、布局与过孔策略，从而在确保电源完整性的同时，有效控制成本、缩短周期。

未来，面对更严苛的电气要求与更紧张的项目节点，这种“仿真驱动设计”的理念与工具，将持续为高可靠性电子系统的成功开发，提供坚实而高效的保障。

Sigrity PowerDC 环境可分析多板配置

文中素材来源于：Cadence