Cadence 助力 Inventec Appliances Corporation 设计新一代智能可穿戴设备：如何减少 LP

内容摘要

在智能可穿戴设备不断向轻量化、高集成度和高速化发展的今天，


工程师


面临的不仅是


PCB


空间受限的问题，更需要解决高速


接口


带来的


信号


完整性（SI）和


电源


完整性（


PI


）挑战。

Inven


te


c Appliances Corpora


ti


on（I


AC


）在开发新一代智能穿戴设备时，遇到了LP


DDR


4接口中的同步开关噪声（SSN）问题。传统 SI 分析和 PI 分析分离进行的方式导致


仿真


效率低、设计迭代周期长。通过采用


Cadence


Sigrity X、Clarity 3D Solver 与


Allegro


X PCB Designer 协同工作流程，IAC 成功建立了更加高效的 SI/PI 联合分析环境，加速产品验证并减少设计迭代。

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智能可穿戴设备为何对 SI/PI 提出更高要求？

Inventec Appliances Corporation（IAC）是 Inventec Group 旗下子公司之一，产品覆盖可穿戴设备、


智能家居


、智能医疗、


自动驾驶


、移动电话及


消费电子


等多个领域。随着这些产品持续向更轻、更小、更快和更智能的方向发展，PCB 设计不仅要满足性能要求，还必须兼顾尺寸和成本限制。

对于现代智能穿戴产品而言，高速内存接口已经成为系统性能的重要组成部分。其中 LPDDR4 由于数据传输速率高、功耗低，被广泛应用于智能终端设备。然而高速接口也意味着更复杂的 SI/PI 问题，需要设计团队在设计初期完成充分验证。

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LPDDR4设计最容易被忽视的问题：SSN

IAC团队在验证LPDDR4高速接口时发现，系统存在一系列信号完整性与电源完整性挑战。最典型的问题来自同步开关噪声（SSN）。

SSN 产生于多个信号同时切换时，会进一步影响：

• 
  高速总线质量；
  


• 
  电源网络稳定性；
  


• 
  眼图随机抖动分析结果；
  


• 
  LPDDR4 合规验证过程。
  

更关键的是，SSN 并不只是简单的 SI 问题。

它还与电源分配网络（PDN）紧密相关，因此需要同时考虑：

• 
  Signal Integrity（SI）
  


• 
  Power Integrity（PI）
  

两方面因素。

---

为什么传统 SI 分析流程效率低？

许多 PCB 团队仍然采用分离式分析流程：

1. 
   单独进行 SI 分析；
   


2. 
   单独进行 PI 分析；
   


3. 
   发现问题后再进行兼顾电源影响的SI仿真。
   

这种方法存在明显缺陷。

在传统流程中，SI 分析通常假设：

电源分配网络（PDN）是理想状态。

但实际产品运行过程中，信号与电源之间始终存在相互影响，因此仿真结果往往无法完全反映真实工作状态。

IAC 团队表示，当检测到问题后，每次 PCB 布局发生变化，都需要重新进行完整互连模型提取和仿真验证，导致：

• 
  分析周期变长；
  


• 
  工程效率下降；
  


• 
  产品交付进度受到影响。
  

---

IAC 如何建立更高效的 SI/PI 分析流程？

为了应对 LPDDR4 设计挑战，IAC 采用了 Cadence 新一代 SI/PI 解决方案，包括：

• 
  Sigrity X
  


• 
  Clarity 3D Solver
  


• 
  Allegro X PCB Designer
  

三者形成完整协同工作流程。

该流程最大的特点是：

直接利用PCB原始设计数据

Clarity 3D Solver 能够从 Allegro X PCB 生成的 .brd 设计文件中直接读取完整数据，用于验证 LPDDR4 通道 S参数性能。

建立更准确的模型

通过结合：

• 
  IC IBIS 模型
  


• 
  封装模型
  


• 
  通道模型
  

进行联合仿真，从而创建更


高精度


的S参数模型。

避免人工简化模型风险

传统方法经常需要人为缩减建模规模，而新方案能够降低这一过程带来的误差风险。

快速完成 JEDEC 合规验证

IAC利用该流程更快获得满足 LPDDR4 JEDEC 标准要求的眼图合规报告。

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SI/PI 联合分析带来了哪些收益？

根据案例，Cadence 解决方案为 IAC 带来了以下价值：

1. 加速 SI/PI 分析

通过建立统一分析流程，减少多轮重复建模与仿真工作。

2. 提高仿真准确性

利用Clarity 3D Solver和


Ad


vanced SI工具建立更完整的系统模型。

3. 降低设计迭代次数

更早发现 LPDDR4 相关系统噪声问题，缩短验证周期。

4. 按时交付高品质产品

IAC 团队能够在满足设计规格的同时，不突破尺寸与成本限制。

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总结

随着


AI


终端、智能穿戴设备和高速电子系统的发展，LPDDR4 等高速接口设计中的 SI/PI 问题越来越复杂。IAC 案例表明，传统的 SI 和 PI 分离分析方式难以满足现代高速设计需求。

通过将 Sigrity X、Clarity 3D Solver 与 Allegro X PCB Designer 协同使用，设计团队能够更早发现 SSN 及相关系统噪声问题，建立更加高效的仿真验证流程，减少设计迭代并加速产品上市。