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了保證電源穩定性,一些電源廠家提出了對電源環路阻抗的要求,而常規仿真非常耗時,其實大多情況下可以採用近似公式進行估算,如果餘量較小再進行常規嚴格的仿真。
R=ρL/W/h,即電阻正比於長度,反比於寬度和厚度。
數據準備
電阻率
溫度/℃ | 電阻率/(Ω/mm) |
---|---|
0 | 16.5 |
10 | 17.2 |
20 | 17.8 |
30 | 18.5 |
40 | 19.2 |
50 | 20 |
60 |
20.6 |
銅厚
厚度信息可以PCB層疊中得到,以此建立層數與厚度的對應關係表。
thick_layer_pair = {
"L1":0.025,
"L2":0.02,
"L3":0.02,
"L4":0.025
}
PCB數據
從PCB文件中導出IPC-D-356格式數據。
IPC-D-356數據分析
網絡別名
IPC-D-356定義超過14個字符的網絡名(net)需要使用別名,在"P IMAGE PANEL"分段中,以“NNNAME”爲行首。
net走線信息
以“333”爲行首的信息記錄了網絡所連接器件引腳及其位置信息,line[4:18]爲網絡名稱,位置座標分別以X,Y開始,公制單位下爲微米。
以“378”爲行首的信息記錄了走線所在層,走線寬度以及路徑上各點的位置座標,以“078”爲行首的信息爲上一行的繼續。
編程實現自動化
- 首先,建立表格列出所需計算電阻的網絡,及其起始器件引腳和結束器件引腳,csv爲文本文件處理方便,建議以csv文件提供;
Net Name Start Part Start PIN End Part End PIN Info Net1 U01 1 C10 1 Net2 U01 3 C05 2 - 導入IPC-D-356數據,獲取net-name變換對;
net_name_pair = { "IPC001":"VREG_S1A_S2A_S3A_APC1", "IPC002":"VREG_S1E_S2E_S3E_MODEM" }
- 以net-name和IPC-D-356行首3字符爲依據,獲取各net所連接引腳信息和連線信息;
def get_position(pin_s,pcb_data): position = ["",""] pin = pin_s[0] + " -" + pin_s[1] for line in pcb_data: if pin in line: x = line.split("X")[1].split("Y")[0] y = line.split("Y")[1].split("CD")[0].split("OW")[0] position[0] = str(int(x)) position[1] = str(int(y)) return position def wires(pcb_data): wires = {} for line in pcb_data: if line[:3] == "378": wire = line.split()[3:] width = int(line.split()[2][2:]) if width not in wires.keys(): wires[width] = [] points = [] for point in wire: if "*" in point: points = points + point.split("*") elif point.count("X") > 1: points.append("X" + point.split("X")[1]) wires[width].append(points) points = ["X" + point.split("X")[2]] else: points.append(point) wires[width].append(points) elif line[:3] == "078": wire = line.split()[1:] points = [] for point in wire: if "*" in point: points = points + point.split("*") elif point.count("X") > 1: points.append("X" + point.split("X")[1]) wires[width].append(points) points = ["X" + point.split("X")[2]] else: points.append(point) wires[width][-1] = wires[width][-1] + points return wires
- 依據連線信息,整理point-point線段,計算出L/W/h,並彙總成有權重的無向圖;
def graph(wires): graph = {} for width in wires.keys(): for wire in wires[width]: for i in range(len(wire)-2): point = wire[i] point1 = wire[i+1] if point not in graph.keys(): graph[point] = [] pos_point = [int(point.split("Y")[0][1:]),int(point.split("Y")[1])] pos_point1 = [int(point1.split("Y")[0][1:]),int(point1.split("Y")[1])] length_by_width = ((pos_point[0] - pos_point1[0]) ** 2 + (pos_point[1] - pos_point1[1]) ** 2) ** 0.5 / width graph[point].append([point1,length_by_width]) return graph
- 依據現有的最短路徑算法,計算起始器件引腳和結束器件引腳最小L/W/h加權;
- 根據電阻率等信息,將網絡與估算電阻值列表輸出,注意單位的換算
網絡名 電阻率(Ω/mm) L/W/h(mm) 電阻(mΩ) Net1 1.78e-8 1.5e-6 26.7 Net2 1.78e-8 1.9e-6 33.82