Skip to main content
Эта страница переведена автоматически. Перейти к английской версии?

Поддержка самых широких стандартов

Диаграмма, показывающая различные протоколы SerDes и их применение для высокоскоростной передачи данных.

HyperLynx поддерживает более 250 различных протоколов и вариантов от Ethernet, Канал оптоволокна, HDMI, ДЖЕСД, MIPI D-PHY, ОЙФ-ЦЭЙ, PCI-e а также USB семьи.

Серийные каналы связи должны соответствовать требованиям соответствующих документов со спецификациями стандартов. В этих спецификациях изложены требования к передающему устройству (Tx) и корпусу микросхем, межконтактному соединению на уровне системы, устройству приемника (Rx) и корпусу микросхемы. Эти документы длинные (часто сотни страниц) и подробные. Полное понимание только одного стандарта — огромная задача, но их десятки и сотни вариантов.

Эксперты Siemens изучают каждый из этих стандартов, чтобы создать настройки моделирования, позволяющие HyperLynx выполнять правильный анализ и сообщать метрики, связанные с каждым стандартным протоколом.

Каждый тип анализа задается с помощью встроенного файла конфигурации, который автоматически настраивает скорость канала, модуляцию, кодирование стимулов, поток анализа и метрические отчеты как для Compliance Analysis, так и для моделирования IBIS-AMI. Эти файлы конфигурации можно копировать и изменять с помощью встроенного редактора, а также добавлять новые конфигурации по мере их появления. HyperLynx также включает набор «общих» настроек, которые полезны для быстрого анализа «что если» и поддержки прототипирования новых протоколов.

Интегрированное трехмерное электромагнитное моделирование

Двухполупериодное трехмерное электромагнитное моделирование разрывов BGA и разъемов через переходы и блокирующие конденсаторы необходимо для точного анализа последовательных каналов на скоростях более 5 ГТ/с. Без точных трехмерных электромагнитных моделей для этих областей невозможно точно определить границы на уровне системы.

Полная модель сквозного канала состоит из множества различных элементов, к которым обычно относятся файлы S-параметров, поставляемые производителем (пакеты микросхем и разъемы), модели трассировки, включая эффекты шероховатости поверхности, и файлы S-параметров от трехмерных электромагнитных решателей, представляющие структуры разрывов печатных плат, сквозных и блокирующих конденсаторные структуры. Процесс разделения трассы на секции и последующего построения полной модели трассировки на основе связанных моделей называется моделированием методом вырезания и сшивания. Очень важно, чтобы модели для отдельных секций были определены таким образом, чтобы их можно было каскадно объединять без ошибок. HyperLynx автоматизирует этот процесс для создания полных топологических моделей последовательных каналов. Модель канала создается на основе знаний об анализируемом протоколе, поэтому она соответствует требованиям протокола к разрешению модели и полосе пропускания.

При извлечении топологической модели для последовательного канала HyperLynx сначала использует встроенный движок DRC для определения областей, требующих трехмерного электромагнитного моделирования. Определяется область, содержащая сигнал и его обратный путь, затем создается соответствующий проект трехмерного электромагнитного решателя. Этот анализ выполняется по всем анализируемым каналам, а трехмерные области сравниваются таким образом, чтобы идентичные области не были решены дважды. Полученные области затем решаются автоматически, и создаются полные сквозные модели каналов для моделирования и обработки результатов. HyperLynx автоматизирует весь этот процесс — разработчик определяет интересующие сигналы и критерии идентификации сигнала-агрессора, а HyperLynx делает все остальное. Этот процесс обеспечивает точность полноканального моделирования, сопоставимую с моделированием всего канала в трехмерном решателе, при меньших затратах на вычислительные ресурсы и память.

Изящный логотип технологии HyperLynx с динамическими линиями, символизирующими масштабируемую цифровую производительность

Для крупных проектов с сотнями каналов и тысячами площадей HyperLynx масштабирует производительность 3D-решателей, параллельно запуская решатели по локальной сети, используя средства управления нагрузкой, уже установленные на объекте заказчика, или используя собственный внутренний центр распределения заданий.

Анализ соответствия высшим стандартам

Protocol Compliance Analysis изучает межсоединение на уровне системы «штырь-контакт» в проекте на предмет его соответствия требованиям применимого стандарта протокола. Он использует требования к межсистемным соединениям, опубликованные как часть самого стандарта. Compliance Analysis особенно полезен, потому что большинство разработчиков систем используют готовые микросхемы; они не создают ни используемых микросхем, ни связанных с ними пакетов микросхем. Compliance Analysis фокусируется на том, что на самом деле создают разработчики систем: системные платы. До сих пор большинство разработчиков систем могли подтвердить свою работу только с помощью моделирования каналов связи с использованием моделей компонентов, поставляемых поставщиком (IBIS-AMI). Это еще больше усложняет ситуацию, поскольку модели IBIS-AMI часто сложно получить и проверить, а процесс настройки моделирования и интерпретации результатов часто различается от модели к модели.

Графическое представление теста на соответствие высокоскоростным последовательным системам передачи данных.

Стандарты последовательной связи содержат подробные требования к системным соединениям, которые можно проверить аналитически. Поскольку разработчики систем обычно отвечают за проектирование межсетевого соединения на печатных платах, в котором используются готовые компоненты, имеет смысл проанализировать и оптимизировать конструкцию межсетевого соединения системы самостоятельно. Именно этим и занимается анализ соответствия HyperLynx Compliance. Compliance Analysis работает, когда модели поставщика (IBIS-AMI) недоступны, поэтому его всегда можно запустить на проекте. Процедура анализа соответствия HyperLynx Compliance Analysis одинакова независимо от того, какие компоненты используются, а значит, ее можно изучить один раз и использовать в разных проектах и у разных поставщиков компонентов, а не менять каждый раз. Поток HyperLynx даже постоянен в нескольких протоколах, в отличие от других основанных на стандартах методов, которые варьируют используемые инструменты и аналитическую методологию от протокола к протоколу.

HyperLynx Compliance Analysis создает исчерпывающий отчет в формате HTML, в котором показано, как характеристики канала соотносятся с требованиями по времени и частоте. Показана операционная рентабельность каналов, использующая «спецификации» Tx и Rx, а также автоматически определенные оптимальные настройки эквалайзера, используемые для выполнения анализа. Отчет содержит множество подробных данных, которые помогут определить, как можно улучшить дизайн канала.

Compliance Analysis выполняется быстрее и проще, чем моделирование с использованием моделей IBIS-AMI от поставщиков. Если Compliance Analysis показывает, что проект будет работать с устройствами Tx и Rx на основе спецификаций, а устройства фактического поставщика компонентов соответствуют стандарту или превосходят его, то следует ожидать, что вся система будет работать. Анализ IBIS-AMI по-прежнему рекомендуется для утверждения проекта, но Compliance Analysis — это идеальный способ проверить и отладить проекты, прежде чем вкладывать время и усилия, необходимые для полного моделирования IBIS-AMI.

Моделирование IBIS-AMI

Моделирование с использованием моделей, поставляемых поставщиком (IBIS-AMI), является наиболее точной формой анализа последовательных каналов связи, поскольку оно моделирует реальные устройства и возможности выравнивания, которые будут использоваться для Tx и Rx в последовательном канале связи. В тех случаях, когда фактические микросхемы превышают требования стандарта, такое поведение отразится на увеличении операционной рентабельности канала связи. Поскольку модели IBIS-AMI отражают фактические возможности выравнивания и настройки физических устройств, моделирование можно использовать для определения настроек выравнивания, которые следует реализовать на системном уровне.

Однако за такое повышение точности приходится платить: усилия, необходимые для получения и проверки моделей IBIS-AMI для использования, а также дополнительные усилия, необходимые для настройки моделирования и интерпретации результатов моделирования. Модели IBIS-AMI бывают трех основных типов, которые часто называют статистическими (только для инициализации), моделями во временной области (только GetWave) и двойными (Init и Getwave) моделями. Это означает, что потоки анализа будут различаться в разных комбинациях моделей, поскольку потоки анализа определяются типами моделей, используемых в моделировании. Эффективное использование моделей IBIS-AMI требует понимания различных типов моделей и их правильного применения; обычно это задача специализированных специалистов по моделированию. По этой причине рекомендуется отложить моделирование IBIS-AMI, требующее большого количества экспертов, и сначала использовать Compliance Analysis, чтобы выявить и решить как можно больше проблем. Еще одно преимущество заключается в том, что модели каналов, созданные для Compliance Analysis, можно напрямую повторно использовать для моделирования IBIS-AMI, поэтому вся работа по детальному моделированию каналов уже завершена!

Человек в черной рубашке стоит у белой стены с черной каймой и держит темный предмет.
Обзор

Выравнивание каналов SERDES для последовательных интерфейсов

Новые стандартные отраслевые протоколы SerDes, такие как PCIe Gen6, USB4 и стандарты Ethernet 100G на линию и OIF/CEI, ставят перед разработчиками печатных плат ряд уникальных задач. В то время как скорости примерно удваиваются в каждом поколении, используемый диэлектрический материал остается неизменным из поколения в поколение. Чтобы компенсировать возросшие потери при более высоких скоростях передачи данных, используются сложные методы выравнивания.

Рекламный сериал SERDES «Целостность сигналов»

Resources