Design und Überprüfung serieller HyperLynx-Kanäle

HyperLynx unterstützt über 250 verschiedene Protokolle und Varianten von Ethernet, Glasfaserkanal, HDMI, JESD, MIPI D-PHY, OIF-CEI, PCI-e und USB Familien.

Die elektromagnetische Vollwellen-3D-Modellierung von BGA- und Steckerausbrüchen über Übergänge und Blockkondensatoren ist für die genaue Analyse serieller Verbindungen bei Geschwindigkeiten über 5 GT/s unerlässlich. Ohne genaue 3D-EM-Modelle für diese Bereiche können Margen auf Systemebene nicht genau bestimmt werden.

Das vollständige End-to-End-Kanalmodell besteht aus einer Vielzahl verschiedener Elemente, die in der Regel vom Hersteller bereitgestellte S-Parameter-Dateien (IC-Pakete und Stecker), Trace-Modelle einschließlich Oberflächenrauheitseffekten und S-Parameter-Dateien von 3D-EM-Solvern zur Darstellung von Leiterplattendurchbrüchen, über- und blockierenden Kondensatorstrukturen enthalten. Der Prozess, das Routing in Abschnitte zu unterteilen und dann das komplette Trace-Modell aus den zugehörigen Modellen aufzubauen, wird als Schnitt- und Stichmodellierung bezeichnet. Es ist wichtig, dass die Modelle für die einzelnen Abschnitte so spezifiziert werden, dass sie kaskadiert werden können, ohne dass Fehler entstehen. HyperLynx automatisiert diesen Prozess, um komplette Topologiemodelle für serielle Verbindungen zu erstellen. Das Kanalmodell wird auf der Grundlage der Kenntnis des analysierten Protokolls erstellt, sodass es den Protokollanforderungen an die Modellauflösung und Bandbreite entspricht.

Beim Extrahieren eines Topologiemodells für eine serielle Verbindung verwendet HyperLynx zunächst eine eingebettete DRC-Engine, um Bereiche zu identifizieren, die eine 3D-EM-Modellierung erfordern. Ein Bereich, der das Signal enthält, und sein Rückweg werden identifiziert, dann wird ein entsprechendes 3D-EM-Solver-Projekt erstellt. Diese Analyse wird für alle analysierten Kanäle durchgeführt, und die 3D-Bereiche werden verglichen, sodass identische Bereiche nicht zweimal gelöst werden. Die resultierenden Bereiche werden dann automatisch gelöst und komplette Kanaldurchgangsmodelle werden für die Simulation und Ergebnisverarbeitung erstellt. HyperLynx automatisiert diesen gesamten Prozess — der Designer spezifiziert die interessierenden Signale und Kriterien für die Identifizierung eines Aggressorsignals — und HyperLynx erledigt den Rest. Dieser Prozess bietet eine vollständige Kanalmodellierungsgenauigkeit, vergleichbar mit der Modellierung des gesamten Kanals in einem 3D-Solver, zu einem Bruchteil der Rechen- und Speicherkosten.

Die Simulation mit vom Hersteller bereitgestellten Modellen (IBIS-AMI) ist die genaueste Form der seriellen Verbindungsanalyse, da sie die tatsächlichen Geräte und Ausgleichsfunktionen modelliert, die für Tx und Rx in einer seriellen Verbindung verwendet werden. Wenn die tatsächlichen ICs die Anforderungen des Standards übertreffen, wird sich dieses Verhalten in einer erhöhten Betriebsmarge für die Verbindung widerspiegeln. Da IBIS-AMI-Modelle die tatsächlichen Ausgleichsfunktionen und Einstellungen der physischen Geräte widerspiegeln, kann die Simulation verwendet werden, um die Ausgleichseinstellungen zu bestimmen, die auf Systemebene implementiert werden sollten.

Diese erhöhte Genauigkeit hat jedoch ihren Preis — den Aufwand, der erforderlich ist, um IBIS-AMI-Modelle für die Verwendung zu erhalten und zu validieren, zusammen mit dem zusätzlichen Aufwand, Simulationen zu konfigurieren und Simulationsergebnisse zu interpretieren. IBIS-AMI-Modelle gibt es in 3 Hauptvarianten, die oft als statistische (nur Init), Time-Domain (nur Getwave) und Dual-Modelle (sowohl Init als auch Getwave) bezeichnet werden. Das bedeutet, dass die Analyseabläufe zwischen verschiedenen Modellkombinationen variieren, da die Analyseabläufe von den Modelltypen gesteuert werden, die in der Simulation verwendet werden. Die effektive Verwendung von IBIS-AMI-Modellen erfordert das Verständnis der verschiedenen Modelltypen und ihrer richtigen Anwendung; in der Regel eine Aufgabe für engagierte Simulationsspezialisten. Aus diesem Grund wird empfohlen, die fachkundige IBIS-AMI-Simulation zu verschieben und zunächst die Compliance-Analyse zu verwenden, um so viele Probleme wie möglich zu identifizieren und zu lösen. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die für die Compliance-Analyse erstellten Kanalmodelle direkt für die IBIS-AMI-Simulation wiederverwendet werden können, sodass die gesamte detaillierte Kanalmodellierung bereits erledigt ist!