Skip to main content
Denne siden vises ved hjelp av automatisk oversettelse. Vis på engelsk i stedet?

Verifisering av seriekanal

HyperLynx seriell kanaldesign og verifisering

HyperLynx utfører både standardbasert samtrafikk-Compliance Analysis og leverandørmodellbasert IBIS-AMI-simulering for høyhastighets serielle koblinger. Automatisert analyse etter ruten på systemnivå inkluderer full topologiekstraksjon ved hjelp av integrert 3D-EM-modellering med skalerbar ytelse.

HyperLynx ressurser
Teknisk visualisering av seriell kanaldesign med digitale kretselementer og dataflyttilkoblinger.

Støtte for de bredeste standardene

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

HyperLynx støtter over 250 forskjellige protokoller og varianter fra Ethernet, Fiberkanal, HDMI, DIE, MYPI D-PHY, OIF-CEI, PCI-E og USB familier.

Serielle koblinger må være i samsvar med kravene i tilhørende standardspesifikasjonsdokumenter. Disse spesifikasjonene angir krav til senderenheten (Tx) og IC-pakken, pin-til-pin-systemnivåsammenkobling og mottakerenheten (Rx) og IC-pakken. Disse dokumentene er lange (ofte hundrevis av sider) og detaljerte. Å forstå bare en standard helt er en stor oppgave - men det er dusinvis av dem, med hundrevis av varianter.

Siemens-eksperter studerer hver av disse standardene for å lage simuleringsoppsett som konfigurerer HyperLynx til å utføre riktig analyseflyt og rapportere beregningene knyttet til hver standardprotokoll.

Hver analysetype spesifiseres via en innebygd konfigurasjonsfil som automatisk setter opp kanalhastighet, modulasjon, stimuluskoding, analyseflyt og metrisk rapportering for både Compliance Analysis og IBIS-AMI-simulering. Disse konfigurasjonsfilene kan kopieres og endres ved hjelp av en innebygd editor, og nye konfigurasjoner kan legges til når de er tilgjengelige. HyperLynx inneholder også et sett med «generiske» oppsett som er nyttige for rask hva-hvis-analyse og prototypestøtte for nye protokoller.

Integrert 3D EM-modellering

Fullbølget 3D-elektromagnetisk modellering av BGA- og kontaktutbrudd, via overganger og blokkeringskondensatorer er avgjørende for nøyaktig analyse av serielle koblinger ved hastigheter over 5 GT/s. Uten nøyaktige 3D EM-modeller for disse områdene, kan marginer på systemnivå ikke bestemmes nøyaktig.

Den komplette kanalmodellen fra ende til slutt er konstruert fra en rekke forskjellige elementer som vanligvis inkluderer leverandørleverte S-parameterfiler (IC-pakker og kontakter), spormodeller inkludert overflateruhetseffekter og S-parameterfiler fra 3D EM-løsere for å representere PCB-utbrudd, via og blokkerende kondensatorstrukturer. Prosessen med å dele rutingen i seksjoner og deretter bygge opp hele sporingsmodellen fra de tilknyttede modellene er kjent som kutt- og stingmodellering. Det er kritisk at modeller for de enkelte seksjonene er spesifisert på en måte som gjør at de kan kaskaderes sammen uten å innføre feil. HyperLynx automatiserer denne prosessen for å produsere komplette topologimodeller for serielle koblinger. Kanalmodellen er opprettet basert på kunnskap om protokollen som analyseres, slik at den samsvarer med protokollkravene for modelloppløsning og båndbredde.

Når du trekker ut en topologimodell for en seriell kobling, bruker HyperLynx først en innebygd DRC-motor for å identifisere områder som krever 3D-EM-modellering. Et område som inneholder signalet og dets returbane identifiseres, deretter opprettes et tilsvarende 3D EM-løsningsprosjekt. Denne analysen utføres på tvers av alle kanalene som analyseres, og 3D-områdene sammenlignes slik at identiske områder ikke løses to ganger. De resulterende områdene løses deretter automatisk, og komplette kanalende-til-ende-modeller opprettes for simulering og resultatbehandling. HyperLynx automatiserer hele prosessen - designeren spesifiserer signalene av interesse og kriterier for å identifisere et aggressorsignal - og HyperLynx gjør resten. Denne prosessen gir full kanalmodelleringsnøyaktighet som kan sammenlignes med modellering av hele kanalen i en 3D-løser, til en brøkdel av beregnings- og minnekostnaden.

Sleek HyperLynx technology logo with dynamic lines representing scalable digital performance

For store design med hundrevis av kanaler og tusenvis av områder skalerer HyperLynx 3D-løsningsytelsen ved å kjøre løsere parallelt over et LAN, enten ved å utnytte belastningsstyringsfasiliteter som allerede er installert på kundens anlegg, eller ved å bruke sitt eget interne jobbdistribusjonsanlegg.

Overlegen standardoverensstemmelsesanalyse

Protocol Compliance Analysis undersøker sammenkoblingen pin-til-pin-systemnivå i et design for å sikre at den oppfyller kravene i gjeldende protokollstandard. Den utnytter systemsammenkoblingskravene som er publisert som en del av selve standarden. Compliance Analysis er spesielt nyttig fordi de fleste systemdesignere bruker ferdige IC-er; de lager verken IC-ene de bruker eller de tilhørende IC-pakkene. Compliance Analysis fokuserer på hva systemdesignere faktisk lager: systemkort. Til nå var den eneste måten de fleste systemdesignere måtte validere arbeidet sitt på, å kjøre en koblingssimulering ved hjelp av leverandørleverte komponentmodeller (IBIS-AMI). Dette legger til et lag med komplikasjoner fordi IBIS-AMI-modeller ofte er vanskelige å få tak i og validere, og prosessen for å sette opp simuleringer og tolke resultater varierer ofte fra modell til modell.

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

Serielle koblingsstandarder spesifiserer detaljerte krav til systemsammenkobling som kan verifiseres analytisk. Siden systemdesignere vanligvis er ansvarlige for utformingen av PCB-sammenkobling som bruker ferdige komponenter, er det fornuftig å analysere og optimalisere utformingen av systemsammenkoblingen av seg selv. Det er akkurat det HyperLynx Compliance Analysis gjør. Compliance Analysis fungerer når leverandørmodeller (IBIS-AMI) ikke er tilgjengelige, så det kan alltid kjøres på et design. HyperLynx Compliance Analysis-flyten er den samme uansett hvilken leverandørs komponenter som brukes, noe som betyr at den kan læres én gang og brukes på tvers av forskjellige design og komponentleverandører - i stedet for å endre hver gang. HyperLynx-flyten er til og med konstant på tvers av flere protokoller, i motsetning til andre standardbaserte teknikker som varierer verktøyene som brukes og analytisk metodikk fra protokoll til protokoll.

HyperLynx Compliance Analysis produserer en omfattende HTML-rapport som viser hvordan kanalegenskaper sammenlignes med tids- og frekvenskrav. Kanaldriftsmarginer ved bruk av en «spec» Tx og Rx vises, sammen med automatisk bestemte optimale equalizer-innstillinger som brukes til å utføre analysen. Rapporten inneholder et vell av detaljerte data som er nyttige for å bestemme hvordan kanalutformingen kan forbedres.

Compliance Analysis er raskere og enklere å kjøre enn simulering med leverandørens IBIS-AMI-modeller. Hvis Compliance Analysis viser at et design vil fungere med spesifikasjonsbaserte Tx- og Rx-enheter, OG den faktiske komponentleverandørens enheter oppfyller eller overgår standarden - bør det forventes at hele systemet fungerer. IBIS-AMI-analyse anbefales fortsatt for designsignering, men Compliance Analysis er en ideell måte å skjerme og feilsøke design før du investerer tid og krefter som kreves for full IBIS-AMI-simulering.

IBIS-AMI simulering

Simulering med leverandørleverte (IBIS-AMI) modeller er den mest nøyaktige formen for seriell koblingsanalyse, fordi den modellerer de faktiske enhetene og utjevningsfunksjonene som vil bli brukt for Tx og Rx i en seriell kobling. Der de faktiske IC-ene overskrider kravene i standarden, vil denne atferden gjenspeiles i en økt driftsmargin for lenken. Fordi IBIS-AMI-modeller gjenspeiler de faktiske utjevningsfunksjonene og innstillingene til de fysiske enhetene, kan simulering brukes til å bestemme utjevningsinnstillingene som skal implementeres på systemnivå.

Denne økte nøyaktigheten kommer imidlertid til en pris - innsatsen som kreves for å skaffe og validere IBIS-AMI-modeller for bruk, sammen med den ekstra innsatsen som trengs for å konfigurere simuleringer og tolke simuleringsresultater. IBIS-AMI-modeller kommer i 3 hovedvarianter, ofte kalt Statistical (Init-only), Time-Domain (GetWave-only) og Dual (både Init og Getwave) modeller. Dette betyr at analyseflyter vil variere mellom ulike kombinasjoner av modeller, fordi analyseflyter drives av modelltypene som brukes i simuleringen. Å bruke IBIS-AMI-modeller effektivt krever forståelse av de forskjellige modelltypene og deres riktige anvendelse; vanligvis en oppgave for dedikerte simuleringsspesialister. Av denne grunn anbefales det å utsette ekspertisintensiv IBIS-AMI-simulering, ved å bruke Compliance Analysis først for å identifisere og løse så mange problemer som mulig. En ekstra fordel er at kanalmodellene konstruert for Compliance Analysis kan brukes direkte til IBIS-AMI-simulering, så alt detaljert kanalmodelleringsarbeid er allerede gjort!

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

SERDES kanalutjevning for serielle grensesnitt

De nyere industristandard SerDes-protokollene som PCIe Gen6, USB4 og 100G per-lane Ethernet- og OIF/CEI-standardene tilbyr flere unike utfordringer for PCB-designere. Mens hastighetene omtrent dobles for hver generasjon, forblir det dielektriske materialet som brukes det samme på tvers av generasjoner. For å kompensere for det økte tapet ved høyere datahastigheter benyttes komplekse utjevningsteknikker.

Utforsk
SERDES whitepaper-kampanje Signal Integrity Serial

Resources