使用DOE进行高速通道参数优化课件.pptx

1、使用DOE进行高速通道参数优化Electronic Desktop中的中的DOE2建立高速通道仿真建立高速通道仿真高速通道高速通道的的DOE优化优化DOE Algorithm added to Electronics Desktop18.0支持所支持所有有Electronics Desktop仿真项目，仿真项目，如如HFSS，Designer,MAXWELL等等DOE算法独立于仿真项目算法独立于仿真项目避免打避免打开开Workbench支持绝大部支持绝大部分分DesignXplorer中中的的DOE功能功能3DOE（Design of Experiment），是一种通过安排试验和分析试验数据来

2、研 究和处理多因子与多响应变量关系的一种科学方法。DOE的优势在于通过试验进行 合理安排，以较小的试验规模（试验次数），较短的试验周期和较低的试验成本， 考察获得理想的试验结果以及得出科学的结论。什么是什么是DOE9个试验点的分布4Response Surface 确定能够生成响应面的最小的求解点集合 根据输入参数和相应面类型选择 不同的DOE方法 求解点集的数目取决于输入参数的个数ANSYS提供提供的的DOE方法方法5响应面方法响应面方法基于DOE和数学近似方法 减少仿真次数 在进行优化之前对设计空间进行充分探索 可以快速确定设计的可行性 在相应面上可以直接使用多种优化算法6Response

3、 Surface Tech 响应面曲面通过拟合已经获得数据点来响应面曲面通过拟合已经获得数据点来得得 每一个输出参数都可以生成一个响应面每一个输出参数都可以生成一个响应面 不同的拟合方法适用于不同的数据不同的拟合方法适用于不同的数据 精度可控，并且可以按需改进精度可控，并且可以按需改进7Electronic Desktop中的中的DOE8建立高速通道仿真建立高速通道仿真高速通道高速通道的的DOE优化优化一个完整的高速通道一个完整的高速通道链链路构成路构成整个高速链路包括1.Pad2.封装 3.Ball4.Socket (S 参数）5.过孔 6.PCB Board7.PCI Connector

4、8.PCI Board如此多考虑因素组成巨大的设计空间9Designer中需要建立中需要建立的的Component类型类型固定固定的的S参数参数支持文件变量支持文件变量的的S参数参数支持长度变量支持长度变量的的W elementEye Diagram SourceEye Diagram Probe10建立支持文件变量建立支持文件变量的的S参参数数元元件件1. 点击Project-Add Model-Add Nport Model，将名字改为Socket2. 点击Multi-file Selection, 在弹出窗口中，将Number of port改为12， 将Array改 为$Socket_

5、Files, 将Index改为$Socket_Files_Index, 这里的Array变量会保存所有S参数文件名，Index是作为Array变量的索引以选中具体的某个S参数文件3. 点击Add Files, 选中全部4个Socket的S参数文件并点击打开，可以看到File中的信 息已经以变量来表示。11查看文件查看文件Array变量与变量与索索引引Index变量变量1. 在Designer左侧的项目管理树中，点击Project Variables，查看已有的2个变量2. $Socket_Files是一个Array，其中存储了4个S参数文件的完整路径，$Socket是一 个与$Socket_F

6、iles关联的索引变量3. 我们仅仅需要变动$Socket_Files的值，即可实现实际关联S参数文件的改变，从而实现文件变量12建建立立PCB Board的的W element模型模型1. 点击Tools-Import W-element，弹出W element导入界面2. 因为我们共有6条Trace，所以Number of lines需要改为63. 由于不需要多个W element文件，将Create Text Array Variable前面的勾去掉4. 点击Add Files，选择Diff_SL_76_Ohm_20mil_Spacing.sp文件13在在Designer中将所有部件链接

7、成完整中将所有部件链接成完整通道通道完整的链路链接的过程中，要注意检查 管脚连接关系是否正确 器件属性设置是否正确14设置设置Eye Diagram Source基本参数基本参数在项目管理器中，选择Component页，选择EYESOURCE_DIFF,这是一个差分的眼图信号源，需要设置基本属性设置包括resistance, vlow, vhigh, trise, tfall和UI15设置设置Eye Diagram Probe的的EyeMeasurementFuctionEye Diagram Probe的EyeMeasurementFunction可以指定需要计算眼图参数，这里，添加MinE

8、yeHeight和MinEyeWidth作为PCIE高速通道的性能指标输出16设定设定Designer的仿真类型的仿真类型1. 点击Analysis-Add Nexxim Solution Setup-Quick Eye Analysis2. 弹出Quick Eye Analysis的设置窗口后，使用默认设置，直接点击OK17整个高速链路设计空间包括的参数有1.2个封装各自的W element长度（1inch-2inch） 2.Socket的类型（4种）3.PCB Board的W element长度(4inch-16inch) 4.PCI Connector的W element长度(2inch

9、-6inch) 如果对封装按照0.1inch作为扫描步长，Board按照0.2inch作为扫描步长，那么整个设计空间的参数组 合共有11*4*61*21=56364Mission Impossible!18在在Designer中搭建完成中搭建完成的的PCIE高高速通速通道道链链路路Electronic Desktop中的中的DOE19建立高速通道仿真建立高速通道仿真高速通道高速通道的的DOE优化优化在在Project variable和和Design variable的的Optimization/DOE中勾选要包含的变量，一共有中勾选要包含的变量，一共有5个变量个变量设置要进设置要进行行DOE

10、分析的变量分析的变量Project variable20Design variable插插入入DOE仿真选项仿真选项在在Project tree中，选中，选择择Optimetrics-Add-Design of Experiment插入DOE仿真21在在Variable页面中设定变量类型和范围页面中设定变量类型和范围 大部分变量都是连续变量，只需设定范围（Min/Max） 对于离散变量(Socket所是使用的S参数标号），勾选Discrete，设定范围0-3 除此之外，还支持特殊的离散类型（Manufacturable Value）22设设定定DOE类型类型和和Response surface

11、生成方法生成方法DOE Type选择Optimal space-filling Design23Response surface type选择Standard Response Surface Full 2nd-Order Polynomial 在Setup Calculation弹出菜单中设定Context 将Context分别设定为Statistical EyeQuickEyeAnalysisEye Measurement然后在结果中选择EYE下面 的定义的眼高和眼宽设定眼高和眼宽设定眼高和眼宽为为DOE的计算目标的计算目标24点击点击Table,可以查看到通过当前要计算的点的取值，需要仿

12、真的总点数仅可以查看到通过当前要计算的点的取值，需要仿真的总点数仅为为100查看要仿真的点查看要仿真的点25响应面曲面如下所示，我们通过该曲面，找到眼高和眼宽最佳时所对应的参数同时也可以查看响应面与数据的拟合程度仿真结果仿真结果26从响应面插值结果上找到眼高和眼宽性能最佳的点后，可以从响应面插值结果上找到眼高和眼宽性能最佳的点后，可以 通过通过Verification Points添加该数据，然后点击添加该数据，然后点击update，让让Designer进行验证，从而查看实际结果与响应面结果的区别进行验证，从而查看实际结果与响应面结果的区别结果验证结果验证27在在R18版本中集成到版本中集成到Electronic Desktop中的中的DOE算法有如下好处算法有如下好处28提供了一种高度成熟，精度可控和仿真数量可控的成熟优化算提供了一种高度成熟，精度可控和仿真数量可控的成熟优化算法法显著缩减仿真变量组合数目显著缩减仿真变量组合数目直接集成到直接集成到Optimetrics菜单，方便电磁场与电路仿真用户使用菜单，方便电磁场与电路仿真用户使用总结总结感谢聆听!