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最も幅広い標準サポート

さまざまなSerDesプロトコルとその高速データ転送への応用を示す図。

HyperLynxは、250種類以上のプロトコルとバリアントをサポートしています イーサネットファイバーチャネルHDMIJESDミピ・ディー・フィーOIF-CEIPCI-eUSB 家族。

シリアルリンクは、関連する規格仕様書の要件に準拠している必要があります。これらの仕様は、トランスミッター(Tx)デバイスとICパッケージ、ピンツーピンのシステムレベルの相互接続、およびレシーバー(Rx)デバイスとICパッケージの要件を定めています。これらの文書は長く(多くの場合数百ページ)、詳細です。1つの標準だけを完全に理解するのは大変な作業ですが、数十種類あり、何百種類ものバリエーションがあります。

シーメンスの専門家はこれらの各標準を研究して、HyperLynxが正しい分析フローを実行し、各標準プロトコルに関連するメトリックを報告するように構成するシミュレーション設定を作成します。

各分析タイプは、Compliance 分析とIBIS-AMIシミュレーションの両方のチャネル速度、変調、スティミュラスエンコーディング、分析フロー、およびメトリックレポートを自動的に設定する組み込みの設定ファイルを介して指定されます。これらの構成ファイルは、組み込みのエディターを使用してコピーおよび変更でき、可能な場合は新しい構成を追加できます。HyperLynxには、すばやいwhat-if分析や新しいプロトコルのプロトタイピングサポートに役立つ「一般的な」セットアップのセットも含まれています。

統合された3D EMモデリング

5GT/sを超える速度のシリアルリンクを正確に解析するには、BGAとコネクタブレークアウト、ビアトランジション、ブロッキングコンデンサの全波3D電磁モデリングが不可欠です。これらの領域の正確な3D EMモデルがなければ、システムレベルのマージンを正確に決定することはできません。

完全なエンドツーエンドのチャネルモデルは、通常、ベンダーが提供するSパラメータファイル(ICパッケージとコネクタ)、表面粗さの影響を含むトレースモデル、PCBのブレークアウト、ビア、ブロッキングコンデンサの構造を表す3D EMソルバーのSパラメータファイルなど、さまざまな要素で構成されています。ルーティングをセクションに分割し、関連するモデルから完全なトレースモデルを構築するプロセスは、カットアンドステッチモデリングと呼ばれます。個々のセクションのモデルを、エラーを起こさずにカスケード接続できるように指定することが重要です。HyperLynxはこのプロセスを自動化して、シリアルリンク用の完全なトポロジーモデルを作成します。チャネルモデルは、分析対象のプロトコルに関する知識に基づいて作成されるため、モデルの解像度と帯域幅に関するプロトコル要件に準拠しています。

シリアルリンクのトポロジーモデルを抽出するとき、HyperLynxはまず組み込みのDRCエンジンを使用して、3D EMモデリングが必要な領域を識別します。信号を含む領域とそのリターンパスが特定され、対応する3D EMソルバープロジェクトが作成されます。この分析は分析対象のすべてのチャンネルを対象に行われ、同じエリアが二度解かれないように、3Dエリアが比較されます。その後、結果の領域は自動的に解決され、シミュレーションと結果処理のための完全なチャンネルの端から端までのモデルが作成されます。HyperLynxはこのプロセス全体を自動化します。設計者は対象となる信号とアグレッサー信号を識別するための基準を指定し、残りはHyperLynxが行います。このプロセスにより、3Dソルバーでチャンネル全体をモデル化するのに匹敵するフルチャンネルモデリングの精度が、計算コストとメモリコストのほんの一部で得られます。

スケーラブルなデジタルパフォーマンスを表すダイナミックなラインが付いた洗練されたHyperLynxテクノロジーのロゴ

数百のチャンネルと数千のエリアを持つ大規模な設計の場合、HyperLynxは、お客様のサイトにすでに設置されている負荷管理機能を活用するか、社内のジョブ分散機能を使用して、LAN上でソルバーを並行して実行することで3Dソルバーのパフォーマンスを向上させます。

優れた基準コンプライアンス分析

プロトコルCompliance 分析では、設計内のピン間システムレベルの相互接続を調べて、該当するプロトコル規格の要件を満たしていることを確認します。標準自体の一部として公開されているシステム相互接続要件を活用しています。ほとんどのシステム設計者は市販のICを使用しており、使用するICや関連するICパッケージは作成しないため、Compliance 分析は特に役に立ちます。Compliance 分析は、システム設計者が実際に作成するもの、つまりシステムボードに焦点を当てています。これまで、ほとんどのシステム設計者が作業を検証する唯一の方法は、ベンダー提供のコンポーネント(IBIS-AMI)モデルを使用してリンクシミュレーションを実行することでした。IBIS-AMIモデルは入手や検証が難しいことが多く、シミュレーションを設定して結果を解釈するプロセスはモデルごとに異なることが多いため、これはさらに複雑になります。

高速シリアルデータ伝送システムのコンプライアンステストをグラフィカルに表現したものです。

シリアルリンク標準は、分析的に検証できるシステム相互接続の詳細な要件を規定しています。システム設計者は通常、市販のコンポーネントを使用するPCB相互接続の設計を担当しているので、システム相互接続の設計を単独で分析して最適化することは理にかなっています。それこそまさに HyperLynx Compliance 分析が行うことです。Compliance 分析は、ベンダー(IBIS-AMI)モデルがない場合でも機能するので、いつでも設計で実行できます。HyperLynxのCompliance 分析フローは、どのベンダーのコンポーネントを使用しても同じです。つまり、一度習得すれば、毎回変更することなく、さまざまな設計やコンポーネントベンダーで使用できます。HyperLynxのフローは、使用するツールや分析方法がプロトコルごとに異なる他の標準ベースの手法とは対照的に、複数のプロトコルにわたって一定です。

HyperLynxCompliance 分析は、チャネル特性が時間および周波数要件とどのように比較されるかを示す包括的なHTMLレポートを生成します。「仕様」のTxとRxを使用したチャネル動作マージンと、分析を実行するために使用される自動的に決定された最適なイコライザー設定が表示されます。レポートには、チャネル設計をどのように改善できるかを判断するのに役立つ詳細データが豊富に含まれています。

Compliance 分析は、ベンダーのIBIS-AMIモデルを使ったシミュレーションよりも迅速かつ簡単に実行できます。Compliance 分析の結果、設計が仕様ベースのTxおよびRxデバイスで動作し、実際のコンポーネントベンダーのデバイスが標準を満たしているか、それを上回っている場合は、システム全体が機能することが期待されます。設計の承認にはIBIS-AMI分析が引き続き推奨されますが、完全なIBIS-AMIシミュレーションに必要な時間と労力を投資する前に、Compliance 分析は設計をスクリーニングしてデバッグする理想的な方法です。

IBIS-AMIシミュレーション

ベンダー提供(IBIS-AMI)モデルを使ったシミュレーションは、シリアルリンク解析の最も正確な形式です。シリアルリンクのTxとRxに使用される実際のデバイスとイコライゼーション機能をモデル化するからです。実際のICが規格の要件を超える場合、それらの動作はリンクの営業利益率の増加に反映されます。IBIS-AMIモデルは実際のイコライゼーション機能と物理デバイスの設定を反映しているので、シミュレーションを使ってシステムレベルで実装すべきイコライゼーション設定を決定することができます。

ただし、この精度の向上には代償が伴います。使用するIBIS-AMIモデルを取得して検証するために必要な労力と、シミュレーションの設定とシミュレーション結果の解釈に必要な追加作業が必要です。IBIS-AMIモデルには、主に統計モデル(Initのみ)、時間領域モデル(GetWaveのみ)、デュアルモデル(InitとGetwaveの両方)と呼ばれる3つの種類があります。つまり、解析フローはシミュレーションで使用されるモデルタイプによって決まるため、分析フローはモデルの組み合わせによって異なります。IBIS-AMIモデルを効果的に使用するには、さまざまなモデルタイプとその適切な用途を理解する必要があります。通常、専門のシミュレーション専門家が行う作業です。このため、専門知識集約型のIBIS-AMIシミュレーションは延期し、最初にCompliance 分析を使用して、できるだけ多くの問題を特定して解決することをお勧めします。もう1つの利点は、Compliance 分析用に構築されたチャネルモデルをIBIS-AMIシミュレーションに直接再利用できるため、詳細なチャネルモデリング作業がすべて完了していることです。

黒い枠の白い壁を背に、黒いシャツを着た人物が暗い物体を手に持って立っています。
概要

シリアルインターフェースのSERDESチャネルイコライゼーション

PCIe Gen6、USB4、100G/レーンイーサネット、OIF/CEI標準などの新しい業界標準のSerDesプロトコルは、PCB設計者にいくつかの固有の課題をもたらします。速度は世代ごとに約2倍になっていますが、使用される誘電体材料は世代を超えて同じです。より高いデータレートで増加する損失を補うために、複雑なイコライゼーション技術が採用されています。

SERDESホワイトペーパープロモーションシグナルインテグリティシリアル

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