高速串行鏈路仿真工具對信號完整性有很大的作用
發布時間:2018-04-23 責任編輯:lina
【導讀】對信號完整性工程師而言,高速串行鏈路仿真是功能強大的工具。這(zhe)些(xie)仿(fang)真(zhen)可(ke)讓(rang)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)大(da)致(zhi)了(le)解(jie)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)預(yu)測(ce),使(shi)他(ta)們(men)在(zai)將(jiang)設(she)計(ji)交(jiao)付(fu)耗(hao)資(zi)巨(ju)大(da)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)生(sheng)產(chan)之(zhi)前(qian)更(geng)容(rong)易(yi)做(zuo)出(chu)正(zheng)確(que)決(jue)定(ding)以(yi)達(da)到(dao)設(she)計(ji)目(mu)標(biao)。
TI的WEBENCH®接口設計工具可為串行鏈路仿真提供簡單卻功能強大的環境。這款基於Web的免費工具可作為快速且方便使用的高速通道分析仿真工具 —— 對傳統上由已獲授權的電子設計自動化(EDA)軟件工具進行的分析(更嚴格更耗時)是一種補充。您可在這篇博客文章裏讀到更多關於WEBENCH接口設計工具的內容。
這(zhe)一(yi)切(qie)聽(ting)起(qi)來(lai)很(hen)棒(bang),但(dan)該(gai)工(gong)具(ju)能(neng)給(gei)您(nin)帶(dai)來(lai)可(ke)靠(kao)的(de)結(jie)果(guo)嗎(ma)?為(wei)了(le)回(hui)答(da)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti),筆(bi)者(zhe)去(qu)了(le)實(shi)驗(yan)室(shi),並(bing)進(jin)行(xing)了(le)一(yi)些(xie)測(ce)量(liang)。筆(bi)者(zhe)決(jue)定(ding)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)速(su)率(lv)為(wei)12.5Gbps的Linear re-driver DS125BR820EVM、一些FR4印刷電路板(PCB)走線以及具有SMA連接器、適用於背板子係統的子卡。圖1展示了筆者的簡單設置。使用一個誤碼率測試器(BERT)作為為本次研究的發送器及接收器)。

圖1:實驗室測量設置
首先,筆者用一個四端口網絡分析儀測定了所有線纜、連接器和電路板走線的S參數並保存它們,目的是用來建立通道模型。接著筆者對這些文件進行級聯,旨在為前置通道(芯片輸入之前的所有通道)和後置通道(芯片輸出後麵的所有通道)創建組合式模型,以便上傳到WEBENCH接口設計工具。因為可從該工具訪問DS125BR820 IBIS-AMI(input/output buffer information specification-algorithmic modeling interface)模型,所以最後要做的一件事是設置發送器。筆者使用一個通用的IBIS-AMI發送器模型,並將邊緣速率和差分輸出電壓匹配得盡量接近BERT。由於筆者的WEBENCH環境複製了實驗室的試驗台,因此筆者可為幾種不同的設置運行仿真,並觀察它們的匹配狀況如何。WEBENCH接口設計工具的另一個妙處是它能遠程處理仿真,這樣筆者就可以在實驗室通過自己的筆記本電腦運行它們,無需擔心處理能力。
在本次研究中用了兩個實例。實例1是在8Gbps的數據速率下使用了PCI Express Gen3。實例2是在12Gbps的數據速率下使用了SAS3。
實例 1 的技術參數為:
BERT輸出:8Gbps、800mVpp。
通道:在4GHz的前置通道處為〜10dB,在4GHz的後置通道處為〜2dB。
DS125BR820設置:輸入EQ = Level 3、輸出VOD = Level 5。

圖2:實例1的實驗室數據(左)和WEBENCH接口設計工具仿真數據(右)
實例 2 的技術參數為:
BERT輸出:12Gbps、800mVpp。
通道:在6GHz的前置通道處為〜14dB,在6GHz的後置通道處為〜3dB。
DS125BR820設置:輸入EQ = Level4、輸出VOD = Level 7。

圖3:實例2的實驗室數據(左)和WEBENCH接口設計工具仿真數據(右)
DS125BR820在筆者的係統輸出端打開了眼圖。圖2所示的實例1表明有足夠的餘量,看來DS125BR820能補償更多的通道損耗同時使眼圖仍能保持開啟狀態。圖3所示的實例2展示了相反的情況:筆者的通道有太多的損耗,在這些運行條件下筆者很可能會看到誤碼,除非在通道的末端使用接收芯片的均衡功能。
如果您未能如筆者一樣擁有可上傳的S參數測量值,那麼您可以簡單地輸入在給定頻率下的預期損耗;WEBENCH接口設計工具將產生與您所需插入損耗相匹配的通用S參數。
設置和運行像這樣的仿真大約需要30分鍾,產生的結果比實驗室測量值更合理且匹配更好。WEBENCH接口設計工具是一種非常有用、基於Web的工具,能幫用戶根據自己的應用需求挑選合適的器件。筆者希望您試用一下它!
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