前言
隨著云計算、互聯網和物聯網的快速發展,電子產業在半導體技術的推動下,產品的功能不斷增強,集成度不斷提高,信號速率不斷加快,產品的研發周期也日益縮短。由于電子產品持續向小型化、精密化和高速化發展,高速通道的設計需要全面考慮從發送端、過孔、傳輸線到接收端的整個通信鏈路,并支持對Buffer模型(IBIS/AMI)、S參數、傳輸線模型和Spice模型等的精確仿真。
ChannelExpert提供了一種快速、準確且簡單的方法來分析、評估和解決高速通道信號完整性問題,并內置了業內先進的時域仿真引擎Xspice、2D傳輸線求解器、卷積求解器以及高級分析模塊。
本文主要使用芯和半導體ChannelExpert平臺演示如何對DDR信號進行時域眼圖仿真分析,從而提升通道的整體性能。
ChannelExpert平臺簡介
芯和半導體的ChannelExpert平臺支持:數字電路拓撲抽取、高速串Serdes通道分析、DDR通道分析以及串擾前仿真等。
DDR仿真流程可以通過bus形式構建拓撲,進行瞬態、PDA、統計、卷積分析,支持并行總線的IBIS-AMI仿真。
Serdes統計眼圖分析,內嵌統計眼圖仿真引擎,快速獲得準確的BER和浴盆曲線。
層次化原理圖支持用戶對所有感興趣的參數進行高級分析,如掃描、調諧、優化、Yield和DOE分析。
支持靈活的后處理與結果分析,內嵌的畫圖模塊可以方便顯示S參數、v/t曲線和眼圖等。
支持Python腳本錄制與回放功能。
ChannelExpert
DDR BUS時域眼圖仿真分析流程介紹
DDR信號的通道仿真主要分析數據和地址控制命令信號;數據信號的仿真又分為寫操作和讀操作。本流程以數據信號的寫操作仿真流程演示。
1.新建Channel仿真工程
打開ChannelExpert軟件,點擊Home菜單欄下的NewProject,選擇工程存放路徑,點擊“選擇文件夾”,新建工程Project1;點擊New Channel,生成Channel1仿真工程。
圖1
新建Channel仿真工程
2.DDR Ctrl IBIS Model導入和Bus設置
右側Components窗口,Type下拉框選擇DDR,點擊IBISCtrl圖標,按住左鍵拖拽到編輯框內。雙擊模塊進入模型導入對話框,點擊Browse選擇要導入的IBIS Model,點擊“打開”,完成模型導入 。
在Bus definitions欄分別定義Bus Group、Time Ref、Signal Names,點擊OK,完成Ctrl端模型及Bus設置。
圖2
DDR Ctrl IBIS Model導入和Bus設置
3.S參數模型導入
右側Components窗口,Type下拉框選擇Data Source,點擊S參數圖標,按住左鍵拖拽到編輯框內。雙擊模塊進入S參數調用對話框,點擊Browse選擇要導入的S參數,點擊“打開”,點擊OK導入S參數。
圖3
S參數 Model導入
點擊Bus Pins,進入Bus設置界面。左側同時選中同一器件的同一Byte信號,包含DQS,點擊“Combine into bus”完成一組Bus設置。設置完成可以對Signal Name重命名,方便后續查看信號。完成重命名后,選中全部信號,右鍵選擇Copy Signal,分別點擊其他Bus,在Signal Name欄右鍵選擇Paste Signal,完成所有Bus信號的重命名。
點擊OK,完成Bus設置。
在Pin Locations中可以通過拖拽完成Bus的連接方向的改變,點擊OK完成。
圖 4
S參數Bus設置
4.Memory IBIS Model導入和Bus設置
右側Components窗口,Type下拉框選擇DDR,點擊IBISMem圖標,按住左鍵拖拽到編輯框內。雙擊模塊進入模型導入對話框,點擊Browse選擇要導入的IBIS Model,點擊“打開”,完成模型導入。
在Bus definitions欄分別定義Bus Group、Time Ref、Signal Names,點擊OK,完成Memory端模型及Bus設置。
圖 5
Memory 端Bus設置
5.仿真鏈路搭建
點擊菜單欄“Wire”連接電路,或拖拽模塊使兩個模塊的引腳靠近也可以自動完成電路的連接。雙擊“Bus”互連線,可以顯示信號的連接關系。點擊Probe或者其下方的方塊,可以全部選擇或部分選擇查看信號的波形。不勾選Probe選項軟件默認也會輸出接收端的波形。
圖6
仿真鏈路搭建
6.求解設置
在左側工程樹Analysis處右鍵選擇Add Memory Analysis仿真器,該仿真器支持Tran、Stateye、PDA三種分析模式。這里以Tran仿真為例,設置好求解步長和仿真時間。設置好信號速率和讀寫方向。設置好Control和Memory端的模型。
定義好Rank的數量,設置好Active Rank。點擊OK,完成求解設置。
圖7
求解設置
7.求解分析
工程樹MemoryAnalysis處右鍵,選擇Analysis,軟件運行求解分析。
圖 8
求解分析
8.仿真結果查看及測量
仿真結束后會自動生成波形,點擊左側工程樹Results下的TranAnalysis可以查看仿真波形。點擊上方V-T右側小三角,可以選擇V-T和EyeDiagram的視圖切換。眼圖視圖下,右鍵Measure->Configure Eye可以完成信號速率等設置。右鍵選擇Measure還可以完成眼罩的添加與刪除、眼圖的測量與刪除、PK-PK、Max、Min測量等。選擇“Add Eye Mask”,可以通過選擇信號的的type和speed自動產生Eye Mask,可以自動完成眼圖的測量。
圖9
仿真結果查看及測量
總結
本文主要介紹了使用ChannelExpert搭建原理圖并進行時域眼圖仿真分析的流程,其中特別關注了DDR模塊及Bus總線連接的方式。采用Bus總線連接方式不僅提高了原理圖創建的效率,還能降低信號連接的錯誤率。
在ChannelExpert中,內置了業內領先的時域仿真引擎Xspice,該引擎具有高度的準確性,可用于對高速并行和串行通道進行時域仿真分析,從而進一步提升通道的整體性能。通過深入的時域眼圖仿真分析,用戶能夠更全面地了解通道的信號完整性,為優化設計和提高性能提供有力支持。
審核編輯:劉清
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原文標題:【應用案例】如何實現 “DDR信號時域眼圖仿真分析”?
文章出處:【微信號:Xpeedic,微信公眾號:Xpeedic】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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