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最廣泛的標準支援

一個圖表顯示各種 SerDes 協議及其在高速數據傳輸中的應用。

HyperLynx 支援超過 250 種不同的協定和變體 乙太網路光纖通道HDMI耶斯德密皮 D-PHY奧伊夫·西數位電腦USB 家庭。

序列連結必須符合關聯標準規格文件中的要求。這些規格列出了發射器(Tx)設備和 IC 封裝,引腳對引腳系統級互連以及接收器(Rx)設備和 IC 封裝的要求。這些文件很長(通常是數百頁)且詳細。完全理解一個標準是一項巨大的任務-但它們有數十種,有數百種變體。

西門子專家會研究這些標準,以建立模擬設置,將 HyperLynx 設定為執行正確的分析流程,並報告與每個標準通訊協定相關的指標。

每種分析類型都是透過內建的組態檔來指定,該檔案會自動為 Compliance Analysis 和 IBIS-AMI 模擬設定通道速度、調製、刺激編碼、分析流程和測量結果報告。這些組態檔案可以使用內建編輯器複製和修改,並在可用時新增新的組態。HyperLynx 還包含一組「通用」設置,這些設置對於快速如果分析和對新通訊協定的原型製作支持很有用。

整合式三維 EM 建模

透過轉換和阻塞電容器對 BGA 和連接器斷路進行全波 3D 電磁建模對超過 5 GT/s 的序列連結進行精確分析至關重要。如果沒有針對這些區域的準確 3D EM 模型,系統層級邊界就無法準確地確定。

完整端對端通道模型由各種不同元素構建,通常包括供應商提供的 S 參數檔案(IC 套件和連接器)、包括表面粗糙度效果的追蹤模型,以及來自 3D EM 求解器的 S 參數檔,以表示 PCB 突破、通過和阻塞電容結構。將製程分割成剖面,然後從相關模型建立完整軌跡模型的過程稱為切割和縫合建模。為個別區段的模型指定以允許它們串聯在一起而不引起錯誤的方式非常重要。HyperLynx 會自動執行此程序,為序列連結產生完整的拓樸模型。通道模型是根據分析的通訊協定的知識建立,因此它符合模型解析度和頻寬的通訊協定要求。

擷取序列連結的拓樸模型時,HyperLynx 首先使用內嵌的 DRC 引擎來識別需要 3D EM 建模的區域。會識別包含訊號及其返回路徑的區域,然後建立對應的 3D EM 求解器專案。此分析會在所有被分析的通道上執行,並將 3D 區域進行比較,以使任何相同的區域都不會被解決兩次。然後會自動解決產生的區域,並建立完整的通道端對端模型以進行模擬和結果處理。HyperLynx 將整個過程自動化-設計師指定了感興趣的信號和標準來識別攻擊者信號-HyperLynx 則會完成其餘的工作。此程序可提供與 3D 求解器中整個通道建模相似的完整通道模型精度,而運算和記憶體成本的一小部分。

時尚的 HyperLynx 技術標誌,具有動態線條代表可擴展的數位效能

對於具有數百個通道和數千個區域的大型設計,HyperLynx 通過在 LAN 並行執行解決器來擴展 3D 求解器效能,可利用客戶現場安裝的負載管理設施,或使用其自己的內部工作分配設施。

卓越的標準合規分析

通訊協定 Compliance Analysis 會檢查設計中的接腳對引腳系統層級互連,以確保它符合適用的通訊協定標準的要求。它利用作為標準本身的一部分發布的系統互連需求。Compliance Analysis 特別有用,因為大多數系統設計師都使用現成的 IC;他們不會建立他們使用的 IC 或相關的 IC 套件。Compliance Analysis 專注於系統設計師實際創建的內容:系統主機板。到目前為止,大多數系統設計師必須驗證其工作的唯一方法是使用供應商提供的元件 (IBIS-AMI) 模型運行鏈接模擬。這增加了一層複雜性,因為 IBIS-AMI 模型通常很難獲得和驗證,設置模擬和解釋結果的過程通常因模型而異。

高速序列數據傳輸系統符合性測試的圖形表示。

序列連結標準指定系統互連的詳細需求,這些需求可以通過分析方式驗證。由於系統設計師通常負責使用現貨元件的 PCB 互連設計,因此分析和優化系統互連的設計是有意義的。這正是 HyperLynx 合規分析所做的。在供應商 (IBIS-AMI) 模型不可用時,符合性分析可以運行,因此始終可以在設計上執行。無論使用哪個供應商的元件,HyperLynx Compliance 分析流程都是相同的,這意味著它可以學習一次,並在不同的設計和元件供應商中使用,而不是每次更改。HyperLynx 流程在多個通訊協定中甚至是恆定的,而不同的是其他基於標準的技術,這些技術會因通訊協定而異。

HyperLynx Compliance 分析會產生全面的 HTML 報告,其中顯示頻道特性與時間和頻率需求的比較。顯示使用「規格」Tx 和 Rx 的通道操作邊距,以及用於執行分析的自動確定最佳均衡器設定。該報告包含大量詳細資料,可用於判斷如何改進渠道設計。

相比使用供應商 IBIS-AMI 模型進行模擬,合規分析更快、更容易執行。如果 Compliance Analysis 顯示設計可以與規格為基礎的 Tx 和 Rx 設備使用,而實際元件供應商的設備符合或超過標準,則應該預期完整的系統可以正常工作。在設計簽署時仍建議使用 IBIS-AMI 分析,但是 Compliance Analysis 是篩選和除錯設計的理想方法,然後再投入完整 IBIS-AMI 模擬所需的時間和精力投資。

Ibis AMI 模擬

使用供應商提供的 (IBIS-AMI) 模型進行模擬是序列連結分析的最準確形式,因為它為序列連結中用於 Tx 和 Rx 的實際裝置和均衡功能進行建模。當實際 IC 超過標準的要求時,這些行為將反映在連結的營運利潤率增加中。由於 IBIS-AMI 模型反映實體裝置的實際均衡功能和設定,因此可以使用模擬來決定應在系統層級實作的均衡設定。

然而,這種增加的準確性需要付出代價-取得和驗證 IBIS-AMI 模型以使用所需的努力,以及設定模擬和解釋模擬結果所需的額外努力。IBIS-AMI 模型有 3 種主要類型,通常稱為統計(僅限入 IT),時域(僅限 GetWave)和雙模型(初始和 Getwave)模型。這表示分析流程在不同模型組合之間會有所不同,因為分析流程由模擬中使用的模型類型驅動。有效地使用 IBIS-AMI 模型需要了解不同模型類型及其適當的應用;通常是專門的模擬專家的任務。因此,建議延遲專業密集的 IBIS-AMI 模擬,首先使用 Compliance Analysis 來識別並解決盡可能多的問題。另一個好處是,為 Compliance Analysis 構建的通道模型可以直接重複使用於 IBIS-AMI 模擬,所以所有詳細的通道建模工作已經完成了!

身穿黑色襯衫的人站在有黑色邊框的白牆前,手裡拿著一個深色物件。
概述

用於序列接口的 SERDES 通道均衡

更新的業界標準 SerDes 通訊協定,例如 PCIe Gen6、USB4 以及 100G 每通道乙太網路和 OIF/CEI 標準,為 PCB 設計師帶來了幾個獨特的挑戰。雖然每一代的速度大約會增加一倍,但使用的介電材料在各代之間保持不變。為了彌補較高的資料速率下增加的損失,使用複雜的均衡技術。

SERDES 白皮書促銷信號完整性序列

Resources