為了確保設計的PCB板具有高質量和高可靠性，設計人員通常必須對PCB板進行熱溫度分析，進行機械可靠性分析。電子產品的電磁兼容性分析尤其重要，因為PCB板上的電子器件密度越來越高，布線越來越窄，信號頻率越來越高，這不可避免地引入了EMC（電磁兼容性）和EMI（電磁干擾）問題。

 

與IC設計相比，PCB設計過程中的EMC分析和仿真是一個薄弱環節。

 

PCB設計中EMC / EMI分析的目標在PCB設計中，EMC / EMI主要分析布線網絡本身的信號完整性，實際布線網絡可能產生的電磁輻射和電磁干擾，以及電路的能力本實用新型可以抵抗外部電磁干擾，并根據設計人員的要求提出了布線和布線時抑制電磁輻射和干擾的規則。作為整個PCB設計過程的指導原則。具體地，信號完整性分析包括在相同布線網絡上的相同信號的反射分析，阻抗匹配分析，信號過沖分析，信號定時分析，信號強調分析等，以及相鄰布線網絡上的不同信號之間的串擾分析。在信號完整性分析中，還必須考慮布線網絡的幾何拓撲結構，PCB絕緣層的介電特性和每個布線層的電特性。電磁輻射分析主要考慮PCB板和外部接口處的電磁輻射，PCB板中電源層的電磁輻射以及大功率布線網絡動態工作時的外部輻射問題。如果在電路設計中使用捆綁在高功率IC（例如連接到奔騰處理器的金屬散熱器）上的散熱器，這種散熱器在電路的動態操作中像天線一樣向外輻射電磁波，所以它必須是EMC分析的重點。現在有抑制電子設備和儀器中EMI的國際標準，統稱為電磁兼容性（EMC）標準，可用作抑制電磁輻射和普通設計人員布線和布局干擾的指南，而對于軍事電子設計師來說，標準將更加嚴格和要求更高。對于高速數字電路的設計，特別是當總線上的數字信號速率高于50MHz時，使用設定的一般人員編號的數學模型來分析EMC / EMI特性，設計者傾向于使用數學模型分布參數做布線網絡的傳輸線分析（TALC）。通過總線連接到多塊PCB板的電子系統。

 

還需要分析不同PCB板之間的電磁兼容性能。

 

支持EMC / EMI組件庫如今，一塊電路板可能包含來自不同制造商和功能的數百個電子元件，設計人員在進行特定仿真之前必須了解這些元件的電氣特性。這在過去是一項艱巨的任務，現在得到了IBIS和SPICE等數據庫的支持，這些數據庫已經解決了EMC分析的問題。鑒于SPICE3，HSPICE，PSPICE這些數據模型對眾多電路設計人員而言是眾所周知的，因此這里強調了IBIS。 IBIS（I / O緩沖器接口規范）或ANSI / EIA-656是基于V / I曲線的I / O緩沖器通過測量或電路仿真獲得的快速且準確的電氣性能模型。1990年，由INTEL牽頭，與幾家知名半導體制造商共同制定了IBIS V1.0行業標準，經過不斷的改進和發展，于1997年更新為IBIS V3.0。該標準現已得到NS，摩托羅拉，TI，IDT，Xilinx，西門子，賽普拉斯，VLSI和數百家半導體制造商的支持，而Cadence，Mentor，Incases，Zuken-Redac和其他RDA公司也增加了有關IBIS的功能模塊。他們各自的軟件。 IBIS文件是文本文件，其描述了通過標準軟件格式生成的“行為”信息，以說明IC的模擬電特性。大多數IBIS模塊源自SPICF模型，也可以通過實際測量的V / I曲線來描述。 IC的SPICE模型是基于半民用制造商的商業秘密，受知識產權保護，IBIS模型對數據用戶完全開放，因此設計人員可以免費獲得這些數據。大多數半導體制造商在其網站或產品CD-ROM上發布有關ICS的IBIS數據。

 

EDA制造商和電子元件制造商共同支持IBIS和SPIICE等數據模型，設計人員可以安全地將它們用于電路仿真或EDA工具，以便于EMC / EMI分析。

 

結合EMC / EMI仿真模擬和PCB設計過去，電子電路設計，工程師都是根據多年的PCB制造開發經驗，在硬件調試或電子設備調試過程中解決EMC問題，這顯然是一個定性而非定量，不可靠，不精確的方法。進入90年代以來，電子產品已朝著低功耗，低電磁輻射，小型化和輕量化的方向發展，需要能夠在復雜和惡劣的環境中工作，工程師不得不開發新的產品以最大限度地減少產品發展周期。如圖1所示，更理想的PCB設計流程將EMC / EMI指南添加到PCB設計的布局和布線階段。例如，為了減少并行信號線之間的相互串擾，指定的線之間的距離不能小于某個值。為了減少信號的反射，使輸入輸出阻抗匹配，避免振鈴現象，可以指定布線網絡的幾何拓撲，線路的長度，甚至在信號驅動端的輸出電阻容器部件的末端（常用方法有串聯電阻，上拉，上拉或上下電阻，也可以在PCB布局布線完成后，進行EMC / EMI分析和電路設計仿真）在實際電路板制作完成之前，同時根據實際電路的動態工作頻率分析信號的強度和延遲。如果PCB的設計包含與外部的接口，IC上元加對于散熱器或電路本身的功耗，有必要對電磁輻射進行進一步的仿真分析。對于高速電路，有必要分析TALC trans的分布參數布線網絡任務線。這些設計階段的新步驟，實際上是以前的硬件調試一些工作提前完成的計算機設計平臺，其優勢是顯而易見的。

 

由于IBIS和SPICE等數據庫的支持，過去對EMC / EMI不確定性的分析已經成為準確而細微的計算結果，設計人員可以根據仿真結果避免產品電磁兼容性差的缺點。 。 EDA開發人員也注意到用戶在EMC / EMI仿真仿真領域的需求，德國INCASES公司為設計人員提供EMC / EMI仿真分析軟件包EMC-WORKBENCH，成為業界的領導者并多次主持IEEE在EMC / A EMI研討會上。

 

EMC-WORKBENCH可以滿足電路設計人員在電磁兼容性方面的迫切需求，改進PCB設計過程，并簡化后期硬件調試中的許多復雜工作。在ICS的內部布局和布線中必須充分考慮EMC問題;許多EPLD和FPGA軟件還在生成最終熔絲圖之前分析EMC問題，并且越來越多的電路設計人員正在同意分析構成電子系統的PCBS的電磁兼容性和電磁干擾特性的需求。由于EMC / EMI仿真，PCB設計進入了一個新時代，電子工程師可以用它在短時間內設計出高質量和可靠的產品。 EMC / EMI仿真分析的實施將帶來無限的商機電路設計師和PCB制造業。