Skip to main content
Αυτή η σελίδα εμφανίζεται με χρήση αυτόματης μετάφρασης. Προβολή στα Αγγλικά;

Η ευρύτερη υποστήριξη προτύπων

Ένα διάγραμμα που δείχνει διάφορα πρωτόκολλα SerDes και τις εφαρμογές τους στη μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας.

Το HyperLynx υποστηρίζει πάνω από 250 διαφορετικά πρωτόκολλα και παραλλαγές από το προσαρμογέας δικτύου, Κανάλι ινών, HDMI, ΧΑΣΣΔ, ΜΊΠΗ D-PHY, ΟΙΦ-ΟΙ, PCI-e και USB Οικογένειες.

Οι σειριακοί σύνδεσμοι πρέπει να συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις των σχετικών εγγράφων προδιαγραφών προτύπων. Αυτές οι προδιαγραφές καθορίζουν απαιτήσεις για τη συσκευή πομπού (Tx) και το πακέτο ολοκληρωμένου κυκλώματος, τη διασύνδεση επιπέδου συστήματος pin-to-pin και τη συσκευή δέκτη (Rx) και το πακέτο ολοκληρωμένου κυκλώματος. Αυτά τα έγγραφα είναι μεγάλα (συχνά εκατοντάδες σελίδες) και λεπτομερή. Η κατανόηση ενός μόνο προτύπου είναι ένα τεράστιο έργο - αλλά υπάρχουν δεκάδες από αυτά, με εκατοντάδες παραλλαγές.

Οι ειδικοί της Siemens μελετούν καθένα από αυτά τα πρότυπα για να δημιουργήσουν ρυθμίσεις προσομοίωσης που διαμορφώνουν το HyperLynx για να εκτελεί τη σωστή ροή ανάλυσης και να αναφέρουν τις μετρήσεις που σχετίζονται με κάθε πρότυπο πρωτόκολλο.

Κάθε τύπος ανάλυσης καθορίζεται μέσω ενός ενσωματωμένου αρχείου διαμόρφωσης που ρυθμίζει αυτόματα την ταχύτητα καναλιού, τη διαμόρφωση, την κωδικοποίηση ερεθίσματος, τη ροή ανάλυσης και την αναφορά μετρήσεων τόσο για την ανάλυση συμμόρφωσης όσο και για την προσομοίωση IBIS-AMI. Αυτά τα αρχεία διαμόρφωσης μπορούν να αντιγραφούν και να τροποποιηθούν χρησιμοποιώντας έναν ενσωματωμένο επεξεργαστή και μπορούν να προστεθούν νέες διαμορφώσεις όταν είναι διαθέσιμες. Το HyperLynx περιλαμβάνει επίσης ένα σύνολο «γενικών» ρυθμίσεων που είναι χρήσιμες για γρήγορη ανάλυση what-if και υποστήριξη πρωτοτύπων για νέα πρωτόκολλα.

Ολοκληρωμένη μοντελοποίηση 3D EM

Η ηλεκτρομαγνητική μοντελοποίηση πλήρους κύματος τρισδιάστατης ηλεκτρομαγνητικής μοντελοποίησης των BGA και των συνδετήρων, μέσω μεταβάσεων και πυκνωτών αποκλεισμού είναι απαραίτητη για την ακριβή ανάλυση των σειριακών συνδέσμων σε ταχύτητες άνω των 5 GT/s. Χωρίς ακριβή μοντέλα 3D EM για αυτές τις περιοχές, τα περιθώρια σε επίπεδο συστήματος δεν μπορούν να προσδιοριστούν με ακρίβεια.

Το πλήρες μοντέλο καναλιού από άκρο σε άκρο κατασκευάζεται από μια ποικιλία διαφορετικών στοιχείων που συνήθως περιλαμβάνουν αρχεία παραμέτρων S που παρέχονται από τον προμηθευτή (πακέτα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και συνδετήρες), μοντέλα ίχνους που περιλαμβάνουν εφέ τραχύτητας επιφάνειας και αρχεία παραμέτρων S από λύσεις 3D EM για την αναπαράσταση θραύσης PCB, μέσω και αποκλεισμού δομών πυκνωτών. Η διαδικασία διαίρεσης της δρομολόγησης σε τμήματα και στη συνέχεια της δημιουργίας του πλήρους μοντέλου ίχνους από τα σχετικά μοντέλα είναι γνωστή ως μοντελοποίηση κοπής και βελονιάς. Είναι σημαντικό τα μοντέλα για τις μεμονωμένες ενότητες να καθορίζονται με τρόπο που να τους επιτρέπει να ενώνονται μεταξύ τους χωρίς να εισάγουν σφάλματα. Το HyperLynx αυτοματοποιεί αυτήν τη διαδικασία για την παραγωγή πλήρων μοντέλων τοπολογίας για σειριακούς συνδέσμους. Το μοντέλο καναλιού δημιουργείται με βάση τη γνώση του πρωτοκόλλου που αναλύεται, ώστε να συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις πρωτοκόλλου για ανάλυση μοντέλου και εύρος ζώνης.

Κατά την εξαγωγή ενός μοντέλου τοπολογίας για μια σειριακή σύνδεση, το HyperLynx χρησιμοποιεί πρώτα έναν ενσωματωμένο κινητήρα DRC για να εντοπίσει περιοχές που απαιτούν μοντελοποίηση 3D EM. Αναγνωρίζεται μια περιοχή που περιέχει το σήμα και τη διαδρομή επιστροφής του και στη συνέχεια δημιουργείται ένα αντίστοιχο έργο επίλυσης 3D EM. Αυτή η ανάλυση πραγματοποιείται σε όλα τα κανάλια που αναλύονται και οι τρισδιάστατες περιοχές συγκρίνονται έτσι ώστε οποιεσδήποτε πανομοιότυπες περιοχές να μην επιλύονται δύο φορές. Οι προκύπτουσες περιοχές στη συνέχεια επιλύονται αυτόματα και δημιουργούνται πλήρη μοντέλα καναλιού από άκρο σε άκρο για προσομοίωση και επεξεργασία αποτελεσμάτων. Το HyperLynx αυτοματοποιεί ολόκληρη αυτή τη διαδικασία - ο σχεδιαστής καθορίζει τα σήματα ενδιαφέροντος και τα κριτήρια για τον εντοπισμό ενός σήματος επιτιθέμενου - και το HyperLynx κάνει τα υπόλοιπα. Αυτή η διαδικασία παρέχει πλήρη ακρίβεια μοντελοποίησης καναλιών συγκρίσιμη με τη μοντελοποίηση ολόκληρου του καναλιού σε έναν τρισδιάστατο επιλύτη, σε ένα κλάσμα του κόστους υπολογισμού και μνήμης.

Κομψό λογότυπο τεχνολογίας HyperLynx με δυναμικές γραμμές που αντιπροσωπεύουν κλιμακούμενη ψηφιακή απόδοση

Για μεγάλα σχέδια με εκατοντάδες κανάλια και χιλιάδες περιοχές, το HyperLynx κλιμακώνει την απόδοση του λύτη 3D εκτελώντας παράλληλα λύτες μέσω ενός LAN, είτε αξιοποιώντας τις εγκαταστάσεις διαχείρισης φορτίου που έχουν ήδη εγκατασταθεί στην τοποθεσία του πελάτη είτε χρησιμοποιώντας τη δική του εσωτερική εγκατάσταση διανομής εργασιών.

Ανάλυση συμμόρφωσης ανώτερων προτύπων

Η ανάλυση συμμόρφωσης πρωτοκόλλου εξετάζει τη διασύνδεση επιπέδου συστήματος pin-to-pin σε ένα σχέδιο για να διασφαλίσει ότι πληροί τις απαιτήσεις του ισχύοντος προτύπου πρωτοκόλλου. Αξιοποιεί τις απαιτήσεις διασύνδεσης συστήματος που δημοσιεύονται ως μέρος του ίδιου του προτύπου. Η ανάλυση συμμόρφωσης είναι ιδιαίτερα χρήσιμη επειδή οι περισσότεροι σχεδιαστές συστημάτων χρησιμοποιούν ολοκληρωμένα IC. Δεν δημιουργούν ούτε τα IC που χρησιμοποιούν ούτε τα σχετικά πακέτα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Η Compliance Analysis επικεντρώνεται στο τι πραγματικά δημιουργούν οι σχεδιαστές συστημάτων: πίνακες συστήματος. Μέχρι τώρα, ο μόνος τρόπος με τον οποίο οι περισσότεροι σχεδιαστές συστημάτων έπρεπε να επικυρώσουν το έργο τους ήταν να εκτελέσουν μια προσομοίωση συνδέσμων χρησιμοποιώντας μοντέλα εξαρτημάτων που παρέχονται από τον προμηθευτή (IBIS-AMI). Αυτό προσθέτει ένα επίπεδο επιπλοκών επειδή τα μοντέλα IBIS-AMI είναι συχνά δύσκολο να ληφθούν και να επικυρωθούν και η διαδικασία για τη δημιουργία προσομοιώσεων και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων συχνά ποικίλλει από μοντέλο σε μοντέλο.

Γραφική αναπαράσταση δοκιμής συμμόρφωσης για συστήματα σειριακής μετάδοσης δεδομένων υψηλής ταχύτητας.

Τα πρότυπα σειριακής σύνδεσης καθορίζουν λεπτομερείς απαιτήσεις για τη διασύνδεση συστήματος που μπορούν να επαληθευτούν αναλυτικά. Δεδομένου ότι οι σχεδιαστές συστημάτων είναι συνήθως υπεύθυνοι για το σχεδιασμό της διασύνδεσης PCB που χρησιμοποιεί εξαρτήματα από το ράφι, είναι λογικό να αναλυθεί και να βελτιστοποιηθεί ο σχεδιασμός της διασύνδεσης συστήματος από μόνη της. Αυτό ακριβώς κάνει η Ανάλυση Συμμόρφωσης HyperLynx. Η ανάλυση συμμόρφωσης λειτουργεί όταν τα μοντέλα προμηθευτών (IBIS-AMI) δεν είναι διαθέσιμα, επομένως μπορεί πάντα να εκτελεστεί σε ένα σχέδιο. Η ροή ανάλυσης συμμόρφωσης HyperLynx είναι η ίδια ανεξάρτητα από το ποια στοιχεία του προμηθευτή χρησιμοποιούνται, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να μαθευτεί μία φορά και να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικούς σχεδιασμούς και προμηθευτές εξαρτημάτων - αντί να αλλάζει κάθε φορά. Η ροή του HyperLynx είναι ακόμη σταθερή σε πολλαπλά πρωτόκολλα, σε αντίθεση με άλλες τεχνικές που βασίζονται σε πρότυπα που ποικίλλουν τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται και την αναλυτική μεθοδολογία από πρωτόκολλο σε πρωτόκολλο.

Το HyperLynx Compliance Analysis παράγει μια ολοκληρωμένη αναφορά HTML που δείχνει πώς συγκρίνονται τα χαρακτηριστικά του καναλιού με τις απαιτήσεις χρόνου και συχνότητας. Εμφανίζονται τα περιθώρια λειτουργίας καναλιού που χρησιμοποιούν «spec» Tx και Rx, μαζί με αυτόματα καθορισμένες βέλτιστες ρυθμίσεις ισοσταθμιστή που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση της ανάλυσης. Η έκθεση περιέχει πληθώρα λεπτομερών δεδομένων που είναι χρήσιμα για τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο θα μπορούσε να βελτιωθεί ο σχεδιασμός του καναλιού.

Η ανάλυση συμμόρφωσης είναι ταχύτερη και ευκολότερη στην εκτέλεση από την προσομοίωση με μοντέλα IBIS-AMI προμηθευτών. Εάν η ανάλυση συμμόρφωσης δείχνει ότι ένα σχέδιο θα λειτουργεί με συσκευές Tx και Rx που βασίζονται σε προδιαγραφές και ότι οι συσκευές του πραγματικού προμηθευτή εξαρτημάτων πληρούν ή υπερβαίνουν το πρότυπο - τότε το πλήρες σύστημα αναμένεται να λειτουργήσει. Η ανάλυση IBIS-AMI εξακολουθεί να συνιστάται για την υπογραφή σχεδιασμού, αλλά η Compliance Analysis είναι ένας ιδανικός τρόπος για τον έλεγχο και τον εντοπισμό σφαλμάτων σχεδίων πριν επενδύσετε τον χρόνο και την προσπάθεια που απαιτείται για την πλήρη προσομοίωση IBIS-AMI.

Προσομοίωση IBIS-AMI

Η προσομοίωση με μοντέλα που παρέχονται από τον προμηθευτή (IBIS-AMI) είναι η πιο ακριβής μορφή ανάλυσης σειριακών συνδέσμων, επειδή μοντελοποιεί τις πραγματικές συσκευές και τις δυνατότητες εξισορρόπησης που θα χρησιμοποιηθούν για τα Tx και Rx σε μια σειριακή σύνδεση. Όταν τα πραγματικά IC υπερβαίνουν τις απαιτήσεις του προτύπου, αυτές οι συμπεριφορές θα αντικατοπτρίζονται σε αυξημένο λειτουργικό περιθώριο για τη σύνδεση. Επειδή τα μοντέλα IBIS-AMI αντικατοπτρίζουν τις πραγματικές δυνατότητες εξισορρόπησης και τις ρυθμίσεις των φυσικών συσκευών, η προσομοίωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των ρυθμίσεων εξισορρόπησης που πρέπει να εφαρμοστούν σε επίπεδο συστήματος.

Αυτή η αυξημένη ακρίβεια, ωστόσο, έχει ένα τίμημα - την προσπάθεια που απαιτείται για την απόκτηση και επικύρωση μοντέλων IBIS-AMI για χρήση, μαζί με την πρόσθετη προσπάθεια που απαιτείται για τη διαμόρφωση προσομοιώσεων και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων προσομοίωσης. Τα μοντέλα IBIS-AMI διατίθενται σε 3 κύριες ποικιλίες, που συχνά ονομάζονται στατιστικά (μόνο για Init), Time-Domain (GetWave-only) και Dual (τόσο Init όσο και Getwave) μοντέλα. Αυτό σημαίνει ότι οι ροές ανάλυσης θα διαφέρουν μεταξύ διαφορετικών συνδυασμών μοντέλων, επειδή οι ροές ανάλυσης καθοδηγούνται από τους τύπους μοντέλων που χρησιμοποιούνται στην προσομοίωση. Η αποτελεσματική χρήση μοντέλων IBIS-AMI απαιτεί την κατανόηση των διαφορετικών τύπων μοντέλων και τη σωστή εφαρμογή τους. Συνήθως μια εργασία για ειδικούς προσομοίωσης. Για το λόγο αυτό, συνιστάται η αναβολή προσομοίωσης IBIS-AMI εντατικής εμπειρογνωμοσύνης, χρησιμοποιώντας πρώτα την Compliance Analysis για τον εντοπισμό και την επίλυση όσο το δυνατόν περισσότερων ζητημάτων. Ένα επιπλέον πλεονέκτημα είναι ότι τα μοντέλα καναλιών που κατασκευάζονται για την Compliance Analysis μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν άμεσα για προσομοίωση IBIS-AMI, οπότε όλες οι λεπτομερείς εργασίες μοντελοποίησης καναλιών έχουν ήδη ολοκληρωθεί!

Άτομο με μαύρο πουκάμισο που στέκεται σε λευκό τοίχο με μαύρο περίγραμμα, κρατώντας ένα σκούρο αντικείμενο.
Επισκόπηση

Εξισορρόπηση καναλιών SERDES για σειριακές διεπαφές

Τα νεότερα βιομηχανικά πρότυπα πρωτόκολλα SerDes, όπως PCIe Gen6, USB4 και τα πρότυπα 100G ανά λωρίδα Ethernet και OIF/CEI προσφέρουν πολλές μοναδικές προκλήσεις για τους σχεδιαστές PCB. Ενώ οι ταχύτητες διπλασιάζονται περίπου για κάθε γενιά, το διηλεκτρικό υλικό που χρησιμοποιείται παραμένει το ίδιο σε όλες τις γενιές. Για να αντισταθμιστεί η αυξημένη απώλεια σε υψηλότερους ρυθμούς δεδομένων, χρησιμοποιούνται πολύπλοκες τεχνικές εξισορρόπησης.

Λευκή βίβλος SERDES σειριακή προσφορά ακεραιότητας σήματος

Resources