第1章

Genesys仿真软件基础入门

1.1 Genesys仿真软件介绍

Genesys软件包最初由美国 Eagleware- Elanix公司开发的一款面向射频和微波设计的

完整EDA工具,2005年8月被 Agilent Technologies公司收购。收购后的 Eagleware自然把自己的招牌产品 Genesys与ADs结合得更加紧密。其超低价格的配置适合射频电路和系统设计,具有快速、易用的特点,为移动通信终端、雷达系统、有线电视系统、卫星系统、移

动基站设备、射频识别(RFD)设备和无线网络等模拟及数字电路产品的高效快速研发提供了一款优秀的设计工具。从最初的系统架构设计到最终的文档制作, Genesys在单一和易用的设计环境中提供了快速、强大和精确的设计功能。Genesys是一个简便易用的集成式软件套件,用于 Windows PC环境中实现了良好的性价比。它从算法到布局,支持全系列无线通信产品的设计,如系统结构设计和分析、线性仿真、非线性和电磁仿真、综合及RF电路板和微波集成电路布局设计。从 Genesys206版开始对其性能做了进一步的提高,即仿真、调谐和优化的速度更快,结果更准确;增加了生产率统计分析功能:保存和比较各次设计迭代的结果;改进了中间文件格式(IF)接口:可以更加平滑地把 Genesys模型导出到ADS中,实现更高级的仿真功能,让使用者更加接近设计方案的实现;在WhatIF功能中扩展了对混频器杂散信号频率表的支持:使用通过对真实混频器测量之后所得到的模型及其频响范围,定义工作频率;内置AD许可: Genesys和ADS之间使用公共许可协议,不需使用物理硬件密码。在ADS功能中体现与 Genesys软件的设计链接,有助于更快地生成复杂的射频系统和电路设计,能更轻松容易地设计射频系统,优化某些性能特并直接从系统仿真器开始完成对诸如滤波器等器件的设计实现。 Genesys突出特点是它特别适用于模拟电路或元件的综合功能,以及生产和定制功能。仿真引擎支持线性电路仿真、频谱域系统仿真、谐波平衡非线性仿真,以及多级平面3D电磁仿真。它还具有适用于传输线、运算放大器、滤波器、LC滤波器、直接LC/分布式滤波器、锁相环、振荡器、微波分布式滤波器以及延迟均衡和阻抗匹配电路的综合功能。这个独特的功能是目前其他任何微技软件都无法替代的。

Genesys是安捷伦公司射频和微波设计EDA软件,也是唯一支持多种语言的射频EDA软件。从初试系统到最终的文档, Genesys提供一个快速、高性能、多功能、易使用和单一界面的设计环境。

随着设计团队服务的自动化、企业集成和设计语言的本地化, Genesys已经从单个波工程的设计工具发展成为企业整个团队设计服务的EDA工具。无论设计复杂的系统或者是单个组件,无论设计微波集成电路、PC电路板或微波混合电路，Genesys都是用最少的时间、最强大高效的工具。

Genesys产品系列为模块化设计,含有约20个仿真器和综合工具模块,又可分为一大核心( Genesys Core)和五大仿真域,它们都可以轻松地添加到任何 Genesys环境中,如图1.1所示。

图1.1 Genesys产品系列模块化设计示意图

1. Genesys Core

Genesys Core是 Genesys的核心产品,其他 Genesys产品都需要在它的基础进行集成。 Genesys Core包括一个完整的设计环境、线性S参数仿真器和元件库,数据后处模块、射频版图设计模块和版图导入/导出转换器,可为独立的射频设计小组和个人提供经济实惠、高性能的电路设计环境,为射频平面电路设计流程奠定了基础,也有助提升个人应对各种基本设计工作的生产力。

Genesys Core独特之处在于其专为物理设计面开发的成熟的、现代化、可升级的设计环境,它包含多种功能,例如版图设计、自动化非连续模型、成品率优化和数据后处理，对于其他昂贵的射频EDA工具,每一种功能都是必须额外支出的附加选项。

(1)使用 Genesys Core可进行的设计

①低噪声放大器的设计,旨在达到最高的成品率、稳定性、增益和带宽。

②窄带和宽带放大器的设计

③用S参数进行振荡器和高Q值谐振结构的设计。

④考虑了损坏和版图寄生效应的离敢值,表面封装元件(SMT)滤波器的设计。

⑤快速输出掩膜文件，用于射频电路板加工或直接输出到快速制版机上。

⑥高功率放大器的设计天线的匹配与分布式多管线技术。

⑦通过添加线性匹配网络、外部SMT元件和连接线寄生影响,可将商用无线芯片装配到射频电路板上进行仿真。

⑧巴伦、传输线耦合器和高Q微波无源部件的设计。

⑨移相器、线性PN开关(开/关状态)和功率分配器的设计。

⑩利用矢量网络分析仪或三维电磁场仿真软件得到连接器的S参数,在 Genesys软件中进行等效电路模型提取,或嵌入自动测量。

⑪为常用元件提供自定义库功能,让设计人员更具竞争优势。

(2) Genesys Core环境中包括的内容

①具有图形化用户界面、层次结构和项目管理的集成设计环境。整个设计环境支持Vistual Rasie脚本语言。本地语言版本包括:简体中文、繁体中文、日文、韩文和俄文。

②最高质量的射频设计文档。集成的数据后处理、数据文件集和 LiveReport(实时报表),可轻松地实时对测量与仿真结果进行比较。

③频域线性仿真器。

Ⅰ.100多个精确的微波物理模型,例如微带线、带状线、共面波导等,含有100多个算术运算符的预处理和后处理公式,获取许多混合算术引擎。

Ⅱ.参数扫描、实时调协模式和自动优化

Ⅲ.Monte Carlo分析、成品率分析和成品率优化,支持六西格玛DFM(实验方法)技术。

Ⅳ.近30000个流行的商用元件和介质基板材料及内置工具,可以建立自己的模型库和部件库

④集成的版图设计功能,可以直接从射频原理图的转换得到原理图、模型、数据、版图导人/导出转换器

2.典型的仿真模块

利用这些仿真模块,可以快速方便地对所设计的模型进行性能仿真,并根据分析结果,进行适当的改进

①  Cayenne:可实现SPICE功能的时域仿真工具。

② Harde:请波平衡与非线性仿真工具。

③ Empower:三维电磁仿真工具。

④ WhatIF：频率规划设计工具。

⑤ Spectrasys：射频结构及系统级仿真。

⑥ Filter:经典LC滤波器综合。

⑦ S/ Filter:高级直接LC/分布式滤波器综合。

⑧ M/Filter:微波分布式滤波器综合。

⑨ A/Filter：有源滤器综合。

⑩ Equalize：延迟补偿综合。

⑪ Match:匹配网络综合。

⑫ Mixer:混频器综合。

⑬ Oscillator:晶体振荡器综合。

⑭ Signal Control:功分器耦合器和衰减器综合。

⑮ Advanced T/Line:传输线综合。

⑯ PLL:锁相环设计综合。

⑰ Testlink:测试仪器接口仿真模块