主流仿真软件Sigrity/HFSS/Siwave/Hyperlynx/ADS差异

以下是对主流仿真软件的更详细描述：

1. Sigrity

公司背景 ：Sigrity由全球最大的EDA公司Cadence推出，Cadence还推出了Orcad和Allegro等著名软件。

功能特点 ：

• 丰富的分析技术 ：提供千兆比特信号与电源网络分析技术，包括面向系统、PCB和IC封装设计的独特信号完整性分析功能。
• 高效仿真引擎 ：PowerSI是其核心组件之一，基于有限元求解器、电路求解器和传输线求解器的混合分析引擎，能够高效准确地提取信号或电源网络的模型参数。
• 多领域应用 ：适用于从DC到GHz频段的电源完整性和信号完整性分析，支持对电源去耦电容布局位置的合理性进行评估，以及分析整板远场和近场的EMI/EMC性能。
• 用户友好 ：界面友好，上手操作相对容易，所有操作步骤都可以通过左侧的流程指引进行设置。

2. Hyperlynx

公司背景 ：由全球三大EDA公司之一的Mentor公司制作。

功能特点 ：

• 中文菜单 ：唯一拥有中文菜单的仿真软件，对新手非常友好。
• 快速计算 ：拥有最快的计算速度，但可能在精度上略有欠缺。
• 设计前期评估 ：适合设计前期或设计过程中快速分析结果，评估趋势，提升设计速度。

3. ADS（Agilent Advanced Design System）

公司背景 ：由安捷伦（现是德科技）公司开发。

功能特点 ：

• 全面设计工具 ：提供了一套完整的工具和功能，用于设计、仿真和验证各种电子设备和系统，包括射频、微波、通信、信号完整性和高速数字电路等。
• 强大仿真功能 ：支持线性和非线性电路仿真、电磁仿真、系统级仿真等多种仿真技术，帮助工程师全面评估电路性能和系统行为。
• 丰富设计库 ：提供丰富的设计库和模型，包括各种器件、传输线、滤波器、放大器等，方便电路设计和分析。
• 可视化界面 ：具有可视化的界面和强大的数据分析工具，帮助工程师对仿真结果进行可视化和分析。

4. SIwave

公司背景 ：由全球最大的专业仿真公司ANSYS开发。

功能特点 ：

• 高精度 ：在精度上相对其他软件更高，速度也可以接受。
• 多领域分析 ：针对IC封装和PCB的信号完整性、电源完整性和EMI分析的专业化设计平台，可验证现代高性能电子产品中的高速通道和完整的电力传输系统。
• 电热协同仿真 ：与Icepak三维散热求解器结合，进行电热耦合分析，帮助设计者评估温度变化对PCB性能的影响。
• 自动化优化 ：能够自动优化去耦电容的选择和布局，提高设计效率。

5. HFSS（High Frequency Structure Simulator）

公司背景 ：最初由Ansoft公司推出，后被ANSYS公司收购。

功能特点 ：

• 高精度和可靠性 ：以其无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，成为高频结构设计的首选工具和行业标准。
• 广泛应用 ：广泛应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、网络、传播、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构和程序。
• 强大后处理器 ：提供精确自适应的场解器和功能强大的后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。
• 天线设计功能 ：具有强大的天线设计功能，可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图等。

综上所述，这些主流仿真软件各具特色，适用于不同的设计需求和应用领域。工程师在选择时应根据具体项目需求和个人偏好进行综合考虑。

在电子设计自动化（EDA）领域，各种仿真软件如Cadence Sigrity、Mentor Graphics的HyperLynx、Keysight的ADS以及ANSYS的SIwave等，都广泛应用于不同的应用场景中。以下是这些软件的主要应用场景描述：

1. Cadence Sigrity

Cadence Sigrity主要应用于以下场景：

• 信号完整性和电源完整性（SI/PI）分析 ：Sigrity提供了丰富的千兆比特信号与电源网络分析技术，特别适用于系统、印刷电路板（PCB）和IC封装设计。通过其独特的分析技术，如PowerSI和SystemSI，可以高效、精准地分析电源完整性和信号完整性，支持高速接口协议如DDR和PCI Express。
• 高速数据传输分析 ：SystemSI模块支持高速串行和并行通道的分析，包括眼图、误码率（BER）评估、抖动和噪声分析等，非常适合于10Gbps以上的高速数据传输设计。
• 电热协同仿真 ：PowerDC作为业界唯一的电热协同仿真工具，能够在考虑电热相互影响的情况下，分析整板的直流电压降、电流密度分布、温度热量分布等，为设计优化提供重要依据。

2. Mentor Graphics HyperLynx

HyperLynx的应用场景包括：

• 通信设备设计 ：帮助设计者优化信号和电源完整性，确保设备在高速传输条件下的性能。
• 航空航天设备设计 ：支持多物理场仿真，确保设备在极端条件下的可靠性。
• 汽车电子设备设计 ：优化PCB布局，确保设备在恶劣环境下的性能。
• 医疗设备设计 ：进行热分析和电磁分析，确保设备的安全性和可靠性。
• 电磁兼容性（EMC）分析 ：支持辐射发射分析、传导发射分析和抗扰度分析，确保设计符合EMC要求。
• 热分析 ：支持稳态热分析和瞬态热分析，评估设备在不同负载条件下的温度变化。

3. Keysight ADS

ADS（Advanced Design System）的应用场景主要包括：

• 射频（RF）、微波（Microwave）和毫米波（Millimeter-wave）电路设计 ：提供精确的射频和微波电路仿真功能，支持放大器、混频器、振荡器、滤波器等电路模块的设计和验证。
• 电磁场仿真 ：对微带线、天线、射频卡口等进行电磁场模拟和分析，帮助工程师了解电磁特性和优化设计。
• 系统级设计 ：支持系统级设计，模拟和评估整个射频系统的性能和互操作性。
• 高速链路性能优化 ：通过其SIPro和PIPro EM分析解决方案，帮助信号和电源完整性工程师提高PCB设计中的高速链路性能。

4. ANSYS SIwave

SIwave的应用场景包括：

• 信号完整性和电源完整性分析 ：针对IC封装和PCB进行高速通道和完整的电力传输系统验证。
• 电磁干扰/电磁兼容（EMI/EMC）分析 ：分析整板远场和近场的EMI/EMC性能，为解决板级的EMI/EMC问题提供依据。
• 电热协同仿真 ：集成SIwave-Icepak电热协同仿真功能，进行电热耦合分析，评估温度变化对PCB性能的影响。
• 自动化去耦电容优化 ：找到一套优化的去耦电容分配集合，满足指定的最小成本阻抗掩模要求。
• 标准总线分析 ：支持DDR、USB、PCIe、MIPI等标准总线的电路解决方案，确定总线是否通过相关标准。

综上所述，这些EDA仿真软件在各自的应用场景中发挥着重要作用，帮助工程师在设计阶段就能够评估和优化电子产品的性能，提高设计的可靠性和效率。