Skip to main content
Această pagină este afișată prin traducere automată. Vizualizați în schimb în limba engleză?

Verificarea canalului serial

Proiectare și verificare a canalului serial HyperLynx

HyperLynx efectuează atât analiza de conformitate bazată pe interconectare bazată pe standarde, cât și simularea IBIS-AMI bazată pe modelul furnizorului pentru legături seriale de mare viteză. Analiza automată post-traseu la nivel de sistem include extracția completă a topologiei utilizând modelarea EM 3D integrată, cu performanțe scalabile.

Resurse HyperLynx
Vizualizare tehnică de proiectare a canalelor seriale cu elemente de circuit digital și conexiuni de flux de date.

Cel mai larg suport pentru standarde

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

HyperLynx acceptă peste 250 de protocoale și variante diferite de la Ethernet, Canal de fibră, HDMI, DIE, MIPI D-PHY, OIF-CEI, PCI-e și USB familii.

Legăturile seriale trebuie să respecte cerințele din documentele de specificații ale standardelor asociate. Aceste specificații stabilesc cerințele pentru dispozitivul transmițător (Tx) și pachetul IC, interconectarea la nivel de sistem pin-la-pin și dispozitivul receptor (Rx) și pachetul IC. Aceste documente sunt lungi (adesea sute de pagini) și detaliate. Înțelegerea completă a unui singur standard este o sarcină uriașă - dar există zeci de ele, cu sute de variante.

Experții Siemens studiază fiecare dintre aceste standarde pentru a crea configurații de simulare care configurează HyperLynx pentru a efectua fluxul corect de analiză și pentru a raporta valorile asociate fiecărui protocol standard.

Fiecare tip de analiză este specificat printr-un fișier de configurare încorporat care stabilește automat viteza canalului, modularea, codificarea stimulului, fluxul de analiză și raportarea metrică atât pentru Compliance Analysis, cât și pentru simularea IBIS-AMI. Aceste fișiere de configurare pot fi copiate și modificate folosind un editor încorporat, iar noi configurații pot fi adăugate atunci când sunt disponibile. HyperLynx include, de asemenea, un set de configurări „generice” care sunt utile pentru analiza rapidă ce ar fi dacă și suport pentru prototipare pentru noile protocoale.

Modelare integrată 3D EM

Modelarea electromagnetică 3D cu undă completă a întreruperilor BGA și a conectorilor, prin tranziții și condensatoare de blocare este esențială pentru analiza precisă a legăturilor seriale la viteze mai mari de 5 GT/s. Fără modele EM 3D precise pentru aceste zone, marginile la nivel de sistem nu pot fi determinate cu exactitate.

Modelul canalului complet de la capăt la capăt este construit dintr-o varietate de elemente diferite care includ de obicei fișiere de parametri S furnizate de furnizor (pachete IC și conectori), modele de urmărire, inclusiv efecte de rugozitate a suprafeței și fișiere de parametri S de la rezolvatorii EM 3D pentru a reprezenta spargerea PCB, prin și blocarea structurilor condensatorului. Procesul de împărțire a rutării în secțiuni și apoi de construire a modelului complet de urmărire din modelele asociate este cunoscut sub numele de modelare a tăierii și cusăturii. Este esențial ca modelele pentru secțiunile individuale să fie specificate într-un mod care să le permită să fie cascadate împreună fără a introduce erori. HyperLynx automatizează acest proces pentru a produce modele complete de topologie pentru legături seriale. Modelul canalului este creat pe baza cunoașterii protocolului analizat, astfel încât să se conformeze cerințelor protocolului pentru rezoluția modelului și lățimea de bandă.

Când extrageți un model de topologie pentru o legătură serială, HyperLynx utilizează mai întâi un motor DRC încorporat pentru a identifica zonele care necesită modelare EM 3D. Se identifică o zonă care conține semnalul și calea de întoarcere a acestuia, apoi se creează un proiect de rezolvare 3D EM corespunzător. Această analiză este efectuată pe toate canalele analizate, iar zonele 3D sunt comparate astfel încât zonele identice să nu fie rezolvate de două ori. Zonele rezultate sunt apoi rezolvate automat și sunt create modele complete de canal de la capăt la capăt pentru simulare și procesarea rezultatelor. HyperLynx automatizează întregul proces - proiectantul specifică semnalele de interes și criteriile pentru identificarea unui semnal agresor - iar HyperLynx face restul. Acest proces oferă o precizie completă de modelare a canalului comparabilă cu modelarea întregului canal într-un rezolvator 3D, la o fracțiune din costul de calcul și memorie.

Sleek HyperLynx technology logo with dynamic lines representing scalable digital performance

Pentru proiectele mari cu sute de canale și mii de zone, HyperLynx scalează performanța soluționatorului 3D rulând soluționări în paralel pe o rețea LAN, fie prin utilizarea facilităților de gestionare a încărcăturii deja instalate la sediul clientului, fie utilizând propria facilitate internă de distribuție a locurilor de muncă.

Analiza conformității cu standardele superioare

Protocol Compliance Analysis examinează interconectarea la nivel de sistem pin-to-pin într-un proiect pentru a se asigura că îndeplinește cerințele standardului de protocol aplicabil. Acesta valorifică cerințele de interconectare a sistemului publicate ca parte a standardului în sine. Analiza Compliance este utilă în special, deoarece majoritatea proiectanților de sistem folosesc circuite integrate disponibile; nu creează nici IC-urile pe care le folosesc, nici pachetele IC asociate. Compliance Analysis se concentrează pe ceea ce proiectanții de sistem creează de fapt: plăcile de sistem. Până acum, singura modalitate prin care majoritatea proiectanților de sistem trebuiau să-și valideze munca era să ruleze o simulare de legătură folosind modele de componente furnizate de furnizor (IBIS-AMI). Acest lucru adaugă un strat de complicații, deoarece modelele IBIS-AMI sunt adesea greu de obținut și validat, iar procesul de configurare a simulărilor și interpretarea rezultatelor variază adesea de la model la model.

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

Standardele de legătură serială specifică cerințe detaliate pentru interconectarea sistemului care pot fi verificate analitic. Deoarece proiectanții de sistem sunt de obicei responsabili pentru proiectarea interconectării PCB care utilizează componente de pe raft, este logic să analizăm și să optimizăm proiectarea interconectării sistemului de la sine. Exact asta face HyperLynx Compliance Analysis. Compliance Analysis funcționează atunci când modelele furnizorului (IBIS-AMI) nu sunt disponibile, deci poate fi rulată întotdeauna pe un design. Fluxul HyperLynx Compliance Analysis este același indiferent de componentele furnizorului care sunt utilizate, ceea ce înseamnă că poate fi învățat o singură dată și utilizat în diferite modele și furnizori de componente - în loc să se schimbe de fiecare dată. Fluxul HyperLynx este chiar constant în mai multe protocoale, spre deosebire de alte tehnici bazate pe standarde care variază instrumentele utilizate și metodologia analitică de la protocol la protocol.

HyperLynx Compliance Analysis produce un raport HTML cuprinzător care arată modul în care caracteristicile canalului se compară cu cerințele de timp și frecvență. Sunt afișate marjele de funcționare ale canalului folosind o „spec” Tx și Rx, împreună cu setările optime ale egalizatorului determinate automat utilizate pentru a efectua analiza. Raportul conține o mulțime de date detaliate care sunt utile pentru a determina modul în care designul canalului ar putea fi îmbunătățit.

Compliance Analysis este mai rapidă și mai ușor de rulat decât simularea cu modelele IBIS-AMI ale furnizorului. Dacă Analiza Compliance arată că un design va funcționa cu dispozitive Tx și Rx bazate pe specificații, IAR dispozitivele furnizorului real de componente îndeplinesc sau depășesc standardul - atunci ar trebui să se aștepte ca sistemul complet să funcționeze. Analiza IBIS-AMI este încă recomandată pentru semnarea proiectării, dar Compliance Analysis este o modalitate ideală de a examina și depana proiectele înainte de a investi timpul și efortul necesar pentru simularea completă IBIS-AMI.

Simulare IBIS-AMI

Simularea cu modelele furnizate de furnizor (IBIS-AMI) este cea mai precisă formă de analiză a legăturilor seriale, deoarece modelează dispozitivele reale și capacitățile de egalizare care vor fi utilizate pentru Tx și Rx într-o legătură serială. În cazul în care IC-urile reale depășesc cerințele standardului, aceste comportamente se vor reflecta într-o marjă de operare crescută pentru legătură. Deoarece modelele IBIS-AMI reflectă capacitățile și setările reale de egalizare ale dispozitivelor fizice, simularea poate fi utilizată pentru a determina setările de egalizare care ar trebui implementate la nivel de sistem.

Cu toate acestea, această precizie sporită vine la un preț - efortul necesar pentru a obține și valida modelele IBIS-AMI pentru utilizare, împreună cu efortul suplimentar necesar pentru configurarea simulărilor și interpretarea rezultatelor simulării. Modelele IBIS-AMI vin în 3 soiuri principale, adesea numite modele statistice (numai pentru Init), Time-Domain (GetWave-only) și Dual (atât Init, cât și Getwave). Aceasta înseamnă că fluxurile de analiză vor varia între diferite combinații de modele, deoarece fluxurile de analiză sunt determinate de tipurile de model utilizate în simulare. Utilizarea eficientă a modelelor IBIS-AMI necesită înțelegerea diferitelor tipuri de modele și aplicarea lor corectă; de obicei o sarcină pentru specialiștii dedicați în simulare. Din acest motiv, se recomandă amânarea simulării IBIS-AMI intensive de expertiză, folosind mai întâi Compliance Analysis pentru a identifica și rezolva cât mai multe probleme posibil. Un avantaj suplimentar este că modelele de canale construite pentru Compliance Analysis pot fi reutilizate direct pentru simularea IBIS-AMI, astfel încât toate lucrările detaliate de modelare a canalelor sunt deja efectuate!

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

Egalizarea canalelor SERDES pentru interfețe seriale

Cele mai noi protocoale SerDes standard din industrie, cum ar fi PCIe Gen6, USB4 și standardele 100G pe bandă Ethernet și OIF/CEI oferă mai multe provocări unice pentru proiectanții de PCB. În timp ce vitezele se dublează aproximativ pentru fiecare generație, materialul dielectric utilizat rămâne același de-a lungul generațiilor. Pentru a compensa pierderea crescută la rate mai mari de date, se folosesc tehnici complexe de egalizare.

Explorați
Serdes Whitepaper Promo Serial Signal Integrity

Resources