Skip to main content
Trang này được hiển thị bằng tính năng dịch tự động. Xem bằng tiếng Anh?

Xác minh kênh nối tiếp

Thiết kế và xác minh kênh nối tiếp HyperLynx

HyperLynx thực hiện cả Phân tích tuân thủ kết nối dựa trên tiêu chuẩn và mô phỏng IBIS-AMI dựa trên mô hình nhà cung cấp cho các liên kết nối tiếp tốc độ cao. Phân tích hậu tuyến tự động ở cấp hệ thống bao gồm trích xuất cấu trúc liên kết đầy đủ bằng cách sử dụng mô hình 3D EM tích hợp với hiệu suất có thể mở rộng.

Hình dung thiết kế kênh nối tiếp kỹ thuật với các yếu tố mạch kỹ thuật số và kết nối luồng dữ liệu.

Hỗ trợ tiêu chuẩn rộng nhất

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

HyperLynx hỗ trợ hơn 250 giao thức và biến thể khác nhau từ Ethernet, Kênh sợi quang, HDMI, THE NIGHT, MYPI D-PHY, OIF-CEI, PCI-EUSB gia đình.

Liên kết nối tiếp phải phù hợp với các yêu cầu trong các tài liệu đặc tả tiêu chuẩn liên quan. Các thông số kỹ thuật này đưa ra các yêu cầu đối với thiết bị phát (Tx) và gói IC, kết nối cấp hệ thống pin-to-pin và thiết bị thu (Rx) và gói IC. Những tài liệu này dài (thường là hàng trăm trang) và chi tiết. Hiểu hoàn toàn chỉ một tiêu chuẩn là một nhiệm vụ rất lớn - nhưng có hàng chục tiêu chuẩn, với hàng trăm biến thể.

Các chuyên gia của Siemens nghiên cứu từng tiêu chuẩn này để tạo ra các thiết lập mô phỏng cấu hình HyperLynx để thực hiện quy trình phân tích chính xác và báo cáo các số liệu liên quan đến từng giao thức tiêu chuẩn.

Mỗi loại phân tích được chỉ định thông qua tệp cấu hình tích hợp tự động thiết lập tốc độ kênh, điều chế, mã hóa kích thích, luồng phân tích và báo cáo số liệu cho cả Phân tích Compliance và mô phỏng IBIS-AMI. Các tệp cấu hình này có thể được sao chép và sửa đổi bằng trình chỉnh sửa tích hợp và các cấu hình mới có thể được thêm vào khi có sẵn. HyperLynx cũng bao gồm một tập hợp các thiết lập “chung chung” hữu ích để phân tích nhanh và hỗ trợ tạo mẫu cho các giao thức mới.

Mô hình 3D EM tích hợp

Mô hình điện từ 3D toàn sóng của BGA và ngắt kết nối, thông qua chuyển tiếp và tụ điện chặn là điều cần thiết để phân tích chính xác các liên kết nối tiếp ở tốc độ vượt quá 5 GT/s. Nếu không có mô hình EM 3D chính xác cho các khu vực này, biên độ cấp hệ thống không thể được xác định chính xác.

Mô hình kênh đầu cuối đầy đủ được xây dựng từ nhiều yếu tố khác nhau thường bao gồm các tệp tham số S do nhà cung cấp cung cấp (gói IC và đầu nối), mô hình theo dõi bao gồm hiệu ứng độ nhám bề mặt và tệp tham số S từ bộ giải EM 3D để biểu diễn sự phá vỡ PCB, thông qua và chặn cấu trúc tụ điện. Quá trình phân chia định tuyến thành các phần và sau đó xây dựng mô hình theo dõi đầy đủ từ các mô hình liên quan được gọi là mô hình cắt và khâu. Điều quan trọng là các mô hình cho các phần riêng lẻ phải được chỉ định theo cách cho phép chúng được xếp tầng với nhau mà không gây ra lỗi. HyperLynx tự động hóa quá trình này để tạo ra các mô hình tô pô hoàn chỉnh cho các liên kết nối tiếp. Mô hình kênh được tạo ra dựa trên kiến thức về giao thức đang được phân tích để nó phù hợp với các yêu cầu giao thức về độ phân giải mô hình và băng thông.

Khi trích xuất mô hình tô pô cho liên kết nối tiếp, trước tiên HyperLynx sử dụng công cụ DRC nhúng để xác định các khu vực yêu cầu mô hình 3D EM. Một khu vực chứa tín hiệu và đường dẫn trở lại của nó được xác định, sau đó một dự án giải 3D EM tương ứng được tạo ra. Phân tích này được thực hiện trên tất cả các kênh đang được phân tích và các khu vực 3D được so sánh để bất kỳ khu vực giống hệt nào không được giải hai lần. Các khu vực kết quả sau đó được giải quyết tự động và các mô hình từ đầu đến cuối kênh hoàn chỉnh được tạo ra để mô phỏng và xử lý kết quả. HyperLynx tự động hóa toàn bộ quá trình này - nhà thiết kế chỉ định các tín hiệu quan tâm và tiêu chí để xác định tín hiệu xâm lược - và HyperLynx thực hiện phần còn lại. Quá trình này cung cấp độ chính xác lập mô hình kênh đầy đủ tương đương với mô hình hóa toàn bộ kênh trong bộ giải 3D, với một phần nhỏ chi phí tính toán và bộ nhớ.

Sleek HyperLynx technology logo with dynamic lines representing scalable digital performance

Đối với các thiết kế lớn với hàng trăm kênh và hàng nghìn khu vực, HyperLynx tăng cường hiệu suất giải 3D bằng cách chạy bộ giải song song qua mạng LAN, bằng cách tận dụng các cơ sở quản lý tải đã được cài đặt tại địa điểm của khách hàng hoặc sử dụng cơ sở Phân phối công việc nội bộ của riêng mình.

Phân tích tuân thủ tiêu chuẩn vượt trội

Protocol Compliance Analysis kiểm tra kết nối cấp hệ thống pin-to-pin trong một thiết kế để đảm bảo nó đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn giao thức áp dụng. Nó tận dụng các yêu cầu kết nối hệ thống được công bố như một phần của chính tiêu chuẩn. Compliance Analysis đặc biệt hữu ích vì hầu hết các nhà thiết kế hệ thống sử dụng IC sẵn sàng; họ không tạo ra các IC họ sử dụng hoặc các gói IC liên quan. Compliance Analysis tập trung vào những gì các nhà thiết kế hệ thống thực sự tạo ra: bảng hệ thống. Cho đến nay, cách duy nhất mà hầu hết các nhà thiết kế hệ thống phải xác nhận công việc của họ là chạy mô phỏng liên kết bằng cách sử dụng các mô hình thành phần do nhà cung cấp (IBIS-AMI) cung cấp. Điều này làm tăng thêm một lớp phức tạp vì các mô hình IBIS-AMI thường khó có được và xác nhận, và quá trình thiết lập mô phỏng và diễn giải kết quả thường thay đổi từ mô hình này sang mô hình khác.

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

Các tiêu chuẩn liên kết nối tiếp chỉ định các yêu cầu chi tiết cho kết nối hệ thống có thể được xác minh một cách phân tích. Vì các nhà thiết kế hệ thống thường chịu trách nhiệm thiết kế kết nối PCB sử dụng các thành phần sẵn có, nên việc tự phân tích và tối ưu hóa thiết kế kết nối hệ thống là điều hợp lý. Đó chính xác là những gì HyperLynx Compliance Analysis thực hiện. Compliance Analysis hoạt động khi các mô hình của nhà cung cấp (IBIS-AMI) không có sẵn, vì vậy nó luôn có thể được chạy trên một thiết kế. Quy trình Phân tích Tuân thủ HyperLynx vẫn giống nhau cho dù các thành phần của nhà cung cấp nào được sử dụng, điều đó có nghĩa là nó có thể được học một lần và được sử dụng trên các thiết kế và nhà cung cấp linh kiện khác nhau - thay vì thay đổi mỗi lần. Luồng HyperLynx thậm chí không đổi trên nhiều giao thức, trái ngược với các kỹ thuật dựa trên tiêu chuẩn khác thay đổi các công cụ được sử dụng và phương pháp phân tích từ giao thức này sang giao thức khác.

HyperLynx Compliance Analysis tạo ra một báo cáo HTML toàn diện cho thấy các đặc điểm kênh so sánh như thế nào với yêu cầu về thời gian và tần suất. Biên hoạt động của kênh sử dụng “thông số kỹ thuật” Tx và Rx được hiển thị, cùng với các cài đặt bộ cân bằng tối ưu được xác định tự động được sử dụng để thực hiện phân tích. Báo cáo chứa rất nhiều dữ liệu chi tiết hữu ích để xác định cách thiết kế kênh có thể được cải thiện.

Compliance Analysis nhanh hơn và dễ chạy hơn so với mô phỏng với các mô hình IBIS-AMI của nhà cung cấp. Nếu Compliance Analysis cho thấy một thiết kế sẽ hoạt động với các thiết bị Tx và Rx dựa trên thông số kỹ thuật và các thiết bị của nhà cung cấp linh kiện thực tế đáp ứng hoặc vượt quá tiêu chuẩn - thì hệ thống hoàn chỉnh sẽ được mong đợi sẽ hoạt động. Phân tích IBIS-AMI vẫn được khuyến nghị cho việc ký kết thiết kế, nhưng Compliance Analysis là một cách lý tưởng để sàng lọc và gỡ lỗi các thiết kế trước khi đầu tư thời gian và công sức cần thiết cho mô phỏng IBIS-AMI đầy đủ.

Mô phỏng IBIS-AMI

Mô phỏng với các mô hình do nhà cung cấp (IBIS-AMI) là hình thức phân tích liên kết nối tiếp chính xác nhất, bởi vì nó mô hình hóa các thiết bị thực tế và khả năng cân bằng sẽ được sử dụng cho Tx và Rx trong một liên kết nối tiếp. Trường hợp các IC thực tế vượt quá yêu cầu của tiêu chuẩn, những hành vi đó sẽ được phản ánh trong tỷ suất hoạt động tăng lên cho liên kết. Bởi vì các mô hình IBIS-AMI phản ánh khả năng cân bằng thực tế và cài đặt của các thiết bị vật lý, mô phỏng có thể được sử dụng để xác định các cài đặt cân bằng cần được thực hiện ở cấp hệ thống.

Tuy nhiên, độ chính xác tăng lên này đi kèm với một cái giá - nỗ lực cần thiết để có được và xác nhận các mô hình IBIS-AMI để sử dụng, cùng với nỗ lực bổ sung cần thiết để cấu hình mô phỏng và giải thích kết quả mô phỏng. Các mô hình IBIS-AMI có 3 loại chính, thường được gọi là mô hình Thống kê (chỉ có Init), Miền thời gian (chỉ GetWave-only) và Dual (cả Init và Getwave). Điều này có nghĩa là các luồng phân tích sẽ khác nhau giữa các tổ hợp mô hình khác nhau, bởi vì các luồng phân tích được điều khiển bởi các loại mô hình đang được sử dụng trong mô phỏng. Sử dụng mô hình IBIS-AMI một cách hiệu quả đòi hỏi phải hiểu các loại mô hình khác nhau và ứng dụng thích hợp của chúng; thường là một nhiệm vụ dành cho các chuyên gia mô phỏng chuyên dụng. Vì lý do này, nên trì hoãn mô phỏng IBIS-AMI chuyên sâu, sử dụng Compliance Analysis trước tiên để xác định và giải quyết càng nhiều vấn đề càng tốt. Một lợi ích bổ sung là các mô hình kênh được xây dựng cho Compliance Analysis có thể được tái sử dụng trực tiếp cho mô phỏng IBIS-AMI, vì vậy tất cả công việc mô hình hóa kênh chi tiết đã được thực hiện!

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

Cân bằng kênh SERDES cho giao diện nối tiếp

Các giao thức SerDes tiêu chuẩn công nghiệp mới hơn như PCIe Gen6, USB4 và các tiêu chuẩn 100G mỗi làn Ethernet và OIF/CEI cung cấp một số thách thức độc đáo cho các nhà thiết kế PCB. Trong khi tốc độ xấp xỉ gấp đôi cho mỗi thế hệ, vật liệu điện môi được sử dụng vẫn giữ nguyên giữa các thế hệ. Để bù đắp cho tổn thất gia tăng ở tốc độ dữ liệu cao hơn, các kỹ thuật cân bằng phức tạp được sử dụng.

Sách trắng quảng cáo SERDES Serial Signal Integrity

Resources