使用自动化进行 SI/PI设计的三大好处
作者：RÉMY FERNANDES | SENIOR MANAGER APPLICATION ENGINEERING, ANSYS信号完整性和电源完整性（SI/PI）是高速电子设计的关键方面，确保高速数据（如串行器/解串器（SERDs）和双倍数据速率（DDR）内存接口）能够准确可靠地传输。随着现代电子设计的复杂性日益增加，实现强大的SI/PI性能比以往任何时候都更具挑战性。然而，自动化在SI/PI设计中的采用——特别是通过基于Python的库如PyAEDT——已经彻底改变了工作流程，为行业带来了显著的好处。
1. 加速设计迭代和减少工程时间
自动化在SI/PI设计中最显著的好处之一是加速设计迭代，从而大幅减少设置电磁（EM）仿真所需的工程时间。EM仿真对于准确预测SI/PI性能至关重要，但它们通常需要复杂且耗时的设置过程。工程师必须定义众多参数，包括端口定义、堆叠和材料属性、边界条件、截止频率扫描等。这些任务，如果手动执行，不仅劳动密集，而且容易出错。
自动化为这一挑战提供了解决方案，将仿真设置从分钟或小时压缩到几秒钟，具体取决于设计的复杂性。通过脚本化设置过程，工程师可以在多个设计迭代中重用经过验证的设置，确保一致性和准确性。这种方法最小化了所需的手动步骤，减少了错误的可能性，并显著加快了仿真过程。工程师不再需要担心遗漏输入或配置不正确，因为自动化脚本确保每次设置都是一致和正确的。
此外，通过自动化这些重复任务节省的时间使工程师能够更多地关注探索和分析仿真结果。这种从设置到分析的关注转移不仅提高了生产力，还使工程师能够更深入地了解设计的性能，从而做出更好的设计决策。
2. 流线化几何创建，用于预布局和参数化后布局设计
自动化在SI/PI设计的另一个关键好处是能够轻松创建、修改和参数化布局原语。当将布局导入Ansys Electronics Desktop（AEDT）电子系统设计平台时，工程师通常需要参数化设计的各个方面，并评估制造变化对性能的影响。
例如，在20层PCB上的高速串行链路设计中，工程师可能需要评估关键通孔互联的影响，以最小化阻抗失配，从直流到数十吉赫兹。非最优通孔设计可能导致高回波损耗，并显著影响信道性能。实现低回波损耗信号通孔需要了解通孔垫板的影响，如防垫大小、垫大小和通孔桶。
手动参数化和分析这些特性在众多传输线段上可能极其耗时且容易出错。然而，通过使用自动化，这些任务可以在更短的时间内完成。PyAEDT使工程师能够访问Ansys Electronics Data Base（EDB）API，并脚本化参数化过程，使他们能够快速修改几何形状并评估制造公差对性能的影响。这种能力不仅加快了设计过程，还使工程师能够全面探索设计变化，从而得到更健壮的设计。
通过自动化参数化和分析设计特性，工程师可以高效地探索更广泛的设计可能性，优化性能，并确保设计满足制造要求。这种流线化的方法降低了昂贵设计错误的风险，并提高了整体设计质量。
3. 在tape-out和生产前最小化风险
自动化在SI/PI设计的第三大好处是在tape-out和生产前最小化风险。在电子行业中，设计阶段的错误可能导致昂贵的返工、延误甚至产品失败。随着设计的复杂性增加，对严格验证和标准化的需求变得越来越重要。
自动化工具如PyAEDT在最小化这些风险方面发挥着关键作用，它通过在设计过程中实现更好的标准化和生产力。自动化工作流程确保遵循既定流程——如导入设计、预处理、网格划分、求解器设置和后处理——始终如一且正确无误。这种一致性减少了错误的可能性，并确保设计在进入生产阶段之前得到了充分的验证。
此外，自动化使得开发更复杂的工作流程成为可能，这些工作流程可以跨多个项目重用。工程师可以创建标准化脚本，封装最佳实践和经过验证的方法，使得这些工作流程更容易在不同的团队和项目中部署。这种标准化不仅提高了生产力，还确保设计过程遵循行业标准和最佳实践。
通过最小化错误风险并确保一致的高质量设计，自动化有助于减少昂贵的设计修订和延误的可能性，从而实现更成功的tape-out和生产运行。
在SI/PI设计中采用PyAEDT自动化为电子行业带来了显著的好处。通过加速设计迭代、减少工程时间、流线化几何创建以及在tape-out和生产前最小化风险，自动化已成为该领域的一个重要变革。它使仿真过程民主化，使其对更广泛的用户群体开放，并使得开发更复杂的工作流程和重复任务成为可能。随着行业的不断发展，自动化在SI/PI设计中的作用将变得更加关键，推动设计过程中的进一步创新和效率。
