Skip to main content
Тази страница се показва с помощта на автоматизиран превод. Вместо това вижте на английски?

Серийна проверка на канала

Проектиране и проверка на серийни канали на HyperLynx

HyperLynx извършва както базиран на стандарти анализ на съответствието на взаимовръзките, така и базирана на модел на доставчик IBIS-AMI симулация за високоскоростни серийни връзки. Автоматизираният анализ след маршрута на системно ниво включва пълно извличане на топология с помощта на интегрирано 3D EM моделиране с мащабируема производителност.

Визуализация на технически серийни канали с елементи на цифрова верига и връзки за поток от данни.

Най-широката поддръжка на стандартите

A diagram showing various SerDes protocols and their applications in high-speed data transmission.

HyperLynx поддържа над 250 различни протокола и варианти от Етернет, Влакнест канал, HDMI, ДЖЕСД, МИПИ Д-ФИ, ОИФ-ЦЕИ, ПЦИ-е и УСБ семейства.

Серийните връзки трябва да отговарят на изискванията в свързаните документи за спецификация на стандартите. Тези спецификации определят изискванията за предавателното (Tx) устройство и IC пакета, взаимовръзката на системно ниво пин-пин и приемното (Rx) устройство и IC пакета. Тези документи са дълги (често стотици страници) и подробни. Разбирането само на един стандарт напълно е огромна задача - но има десетки от тях, със стотици варианти.

Експертите на Siemens изучават всеки от тези стандарти, за да създадат симулационни настройки, които конфигурират HyperLynx да извършва правилния поток от анализ и да докладват показателите, свързани с всеки стандартен протокол.

Всеки тип анализ се определя чрез вграден конфигурационен файл, който автоматично настройва скоростта на канала, модулацията, кодирането на стимули, потока на анализа и метричните отчети както за анализа на съответствието, така и за симулацията на IBIS-AMI. Тези конфигурационни файлове могат да бъдат копирани и модифицирани с помощта на вграден редактор и могат да се добавят нови конфигурации, когато са налични. HyperLynx включва и набор от „общи“ настройки, които са полезни за бърз анализ какво ако и поддръжка на прототипи за нови протоколи.

Интегрирано 3D EM моделиране

Пълновълновото 3D електромагнитно моделиране на BGA и пробиви на конектори чрез преходи и блокиращи кондензатори е от съществено значение за точен анализ на серийните връзки при скорости над 5 GT/s. Без точни 3D EM модели за тези области, маржовете на системно ниво не могат да бъдат точно определени.

Моделът на пълния канал до край е конструиран от различни елементи, които обикновено включват доставени от доставчика S-параметри файлове (IC пакети и конектори), модели за проследяване, включително ефекти на грапавост на повърхността, и файлове с параметри от 3D EM решители, за да представят пробив на печатни платки, чрез и блокиращи кондензаторни структури. Процесът на разделяне на маршрутизирането на секции и след това изграждане на пълния модел за проследяване от свързаните модели е известен като моделиране на изрязване и шевове. От решаващо значение е моделите за отделните секции да бъдат определени по начин, който позволява да бъдат каскадни заедно, без да се въвеждат грешки. HyperLynx автоматизира този процес, за да произвежда пълни топологични модели за серийни връзки. Моделът на канала се създава въз основа на познанията за анализирания протокол, така че да отговаря на изискванията на протокола за разделителна способност на модела и честотна лента.

Когато извлича топологичен модел за серийна връзка, HyperLynx първо използва вграден DRC двигател, за да идентифицира области, които изискват 3D EM моделиране. Определя се област, съдържаща сигнала и неговия връщащ път, след което се създава съответен проект за 3D ЕМ решител. Този анализ се извършва във всички анализирани канали и 3D областите се сравняват, така че всички идентични области да не бъдат решени два пъти. След това получените области се решават автоматично и се създават пълни модели от край до край на канала за симулация и обработка на резултатите. HyperLynx автоматизира целия този процес - дизайнерът определя сигналите от интерес и критериите за идентифициране на сигнал на агресор - а HyperLynx прави останалото. Този процес осигурява пълна точност на моделиране на канали, сравнима с моделирането на целия канал в 3D решител, при малка част от изчислителните разходи и разходите за памет.

Sleek HyperLynx technology logo with dynamic lines representing scalable digital performance

За големи дизайни със стотици канали и хиляди области, HyperLynx мащабира производителността на 3D решителите, като стартира паралелно решители през LAN, или чрез използване на съоръжения за управление на натоварването, които вече са инсталирани на сайта на клиента, или чрез собствено вътрешно устройство за разпределение на работни места.

Анализ на съответствие с превъзходните стандарти

Анализът на съответствието на протоколите изследва взаимовръзката на ниво пин-пин на системата в дизайна, за да се гарантира, че отговаря на изискванията на приложимия протокол стандарт. Той използва изискванията за свързване на системата, публикувани като част от самия стандарт. Анализът на съответствието е особено полезен, тъй като повечето дизайнери на системи използват готови ИС; те не създават нито ИС, които използват, нито свързаните с тях IC пакети. Анализът на съответствието се фокусира върху това, което всъщност създават системните дизайнери: системни табла. Досега единственият начин, по който повечето дизайнери на системи трябваше да потвърдят работата си, беше да стартират симулация на връзка, използвайки модели, предоставени от доставчика компоненти (IBIS-AMI). Това добавя слой усложнения, тъй като моделите на IBIS-AMI често са трудни за получаване и валидиране, а процесът за създаване на симулации и интерпретация на резултатите често варира от модел до модел.

A graphical representation of a compliance test for high-speed serial data transmission systems.

Стандартите за серийна връзка определят подробни изисквания за системно взаимосвързване, които могат да бъдат проверени аналитично. Тъй като системните дизайнери обикновено са отговорни за проектирането на печатни платки, които използват готови компоненти, има смисъл да се анализира и оптимизира дизайна на системното взаимовръзка сам по себе си. Точно това прави Анализът на съответствието на HyperLynx. Анализът на съответствието работи, когато моделите на доставчика (IBIS-AMI) не са налични, така че винаги може да се изпълнява по дизайн. Потокът за анализ на съответствието на HyperLynx е един и същ, независимо от компонентите на доставчика, което означава, че може да се научи веднъж и да се използва в различни дизайни и доставчици на компоненти - вместо да се променя всеки път. Потокът HyperLynx е дори постоянен в множество протоколи, за разлика от други техники, базирани на стандарти, които променят използваните инструменти и аналитичната методология от протокол до протокол.

Анализът на съответствието на HyperLynx произвежда изчерпателен HTML отчет, който показва как характеристиките на канала се сравняват с изискванията за време и честота. Показани са работните маржове на канала, използващи „спецификация“ Tx и Rx, заедно с автоматично определени оптимални настройки на еквалайзера, използвани за извършване на анализа. Докладът съдържа множество подробни данни, които са полезни за определяне как дизайнът на канала може да бъде подобрен.

Анализът на съответствието е по-бърз и по-лесен за изпълнение от симулацията с модели IBIS-AMI на доставчика. Ако анализът на съответствието покаже, че даден дизайн ще работи със специфични Tx и Rx устройства, А устройствата на действителния доставчик на компоненти отговарят или надвишават стандарта - тогава трябва да се очаква цялата система да работи. Анализът на IBIS-AMI все още се препоръчва за подписване на дизайна, но Анализът на съответствието е идеален начин за скрининг и отстраняване на грешки в дизайна, преди да инвестирате времето и усилията, необходими за пълна симулация на IBIS-AMI.

IBIS-AMI симулация

Симулацията с модели, доставени от доставчика (IBIS-AMI), е най-точната форма на анализ на серийните връзки, тъй като моделира действителните устройства и възможностите за изравняване, които ще се използват за Tx и Rx в серийна връзка. Когато действителните ИС надвишават изискванията на стандарта, тези поведения ще бъдат отразени в увеличен оперативен марж за връзката. Тъй като моделите IBIS-AMI отразяват действителните възможности за изравняване и настройки на физическите устройства, симулацията може да се използва за определяне на настройките за изравняване, които трябва да бъдат приложени на системно ниво.

Тази повишена точност обаче има цена - усилията, необходими за получаване и валидиране на IBIS-AMI модели за използване, заедно с допълнителните усилия, необходими за конфигуриране на симулации и интерпретация на резултатите от симулацията. Моделите IBIS-AMI се предлагат в 3 основни разновидности, често наричани статистически (само за INIT), време-домейн (само за GetWave) и двойни (както Init, така и Getwave) модели. Това означава, че потоците от анализ ще варират между различните комбинации от модели, тъй като потоците от анализ се управляват от типовете модели, използвани в симулацията. Ефективното използване на IBIS-AMI модели изисква разбиране на различните типове модели и правилното им приложение; обикновено задача за специалисти по симулация. Поради тази причина се препоръчва отлагане на интензивна експертиза IBIS-AMI симулация, като първо се използва Анализ на съответствието, за да се идентифицират и разрешат възможно най-много проблеми. Едно допълнително предимство е, че каналните модели, конструирани за анализ на съответствието, могат да бъдат директно използвани повторно за симулация на IBIS-AMI, така че цялата подробна работа за моделиране на канали вече е свършена!

Person in black shirt standing against white wall with black border, holding a dark object.
Общ преглед

SERDES изравняване на канала за серийни интерфейси

По-новите стандартни за индустрията протоколи SerDes като PCIe Gen6, USB4 и стандартите 100G Ethernet и OIF/CEI за ленти предлагат няколко уникални предизвикателства за дизайнерите на печатни платки. Докато скоростите се удвояват приблизително за всяко поколение, използваният диелектричен материал остава същият през различните поколения. За да се компенсира увеличената загуба при по-високи скорости на данни, се използват сложни техники за изравняване.

Серия за промоционална бяла книга на SERDES Integrity на сигнала

Resources