使用芯禾Expert系列软件实现高速链路仿真
件内部的信息自动进行端口分类,如果用户发现软件端口分类有误,还可以通过Pin Direction一栏下的选项进行调整。
图18 Snp Expert中S参数导入界面
点击图18中的OK按钮,就完成了S参数文件的导入,软件会进入图19所示的界面。在这里,用户首先可以通过Auto Diff按钮自动地给差分端口设置上差分属性。然后,在Category处将S参数类型选择为S Parameter Diff。接着,选择Grid页面,通过该页面下方的多个按钮自动选中所有的Diff IL、Diff RL等数据源。最后,点击New Plot按钮,就可以绘制出所需要的曲线。
Snp Expert的这一系列曲线绘制过程完全在GUI界面中通过鼠标操作来实现,相比而言,在ADS中要绘制出这些曲线,用户需要手动编写一定量的公式,费时费力。Snp Expert的这一功能相当好用,在ADS2016版本新增的S参数分析模块中,也借鉴了Grid页面的形式。从这一点上也可以看到业界EDA大厂对Snp Expert这一功能的肯定。
图19 Snp Expert中S参数设置和绘制界面
在Snp Expert中绘制出各类曲线后,可以参照图20所示的方法调出Compliance Configuration界面,在仿真曲线上添加各类国际标准的Spec红线。图20中在仿真得到的插损曲线上添加了100GBASE-KR4损耗标准红线,设计者就很容易看到当前的设计是否会超出规范的要求。
图20 为仿真曲线添加标准红线
图21 通道串扰计算步骤1
除了添加标准红线之外,根据导入的S参数文件还可以进行近端串扰、远端串扰、ICR等数据的计算。在Channel菜单下选中Xtalk命令,会弹出图21所示的通道串扰计算界面。对于导入的S参数中包含的所有通路,软件自动给出这些通路对应的所有串扰源。用户只需要跟随向导点击Next按钮,在图22界面中选择需要计算的项目,然后点击Plot按钮,就可以立即得到各类串扰曲线。
图22 通道串扰计算步骤2
Snp Expert中还包括了USB Type-C各类参数计算、IEEE802.3BJ中COM指标计算等多种功能,限于篇幅,在本文中不再一一介绍。这些计算功能的原理可能较为复杂,但Snp Expert已经集成了这些功能,用户只需要根据软件界面上的提示进行鼠标操作,即可很方便地得到相关的数据和曲线。
三、高速链路的后仿真
在完成PCB设计之后,通常还需要对高速链路进行后仿真分析,确保实际设计结果与前仿真的预期一致。对于后仿真过程,重点在于对PCB上的实际布线拓扑进行提取和仿真。整体链路的仿真和仿真数据的后处理过程则与前仿真阶段完全一致。
由于实际PCB结构复杂,包含的数据量较多。因此,如何快速、准确地从实际PCB上提取仿真人员需要的走线拓扑,极为考验EDA工具的能力。Via Expert除了能够根据Template建模之外,还为用户提供了直接从PCB上提取走线拓扑的功能。
在图3界面中选择Model With Layout命令,就会弹出图23所示的PCB文件导入界面。用户选择需导入的PCB文件后,Via Expert会解析文件,将PCB中所有的信号网络列在图23的左侧,将能够识别到的电源网络列在图23的右侧。用户从左侧筛选出需要分析的网络,将其移到右侧列表中,然后点击OK按钮。Via Expert经过进一步解析之后,会弹出图24所示的Cut View界面。在Cut View界面上,用户可以根据实际走线形状进行切割,将所需
图23 Via Expert中PCB导入界面
图24 Cut View界面中截取网络实际走线
要的走线、信号孔保留下来,去除不必要的成分,得到图25所示的实际走线拓扑的三维模型。在提取的实际走线拓扑两端的信号孔或Pad上加上端口,设置好仿真频段,就可以在Via Expert中进行仿真,最终得到实际走线拓扑的S参数。
经过多个版本的迭代之后,当前的Via Expert软件不仅可以从PCB上提取各种复杂的走线、孔和反焊盘结构,而且对大规模单板的解析效率也较高。通过Via Expert的这一功能,用户可以分别将单板、背板上的走线拓扑提取出来,仿真得到各自的S参数,然后在Channel Expert中仿真整个通道的性能。
图25 从PCB上提取的实际走线拓扑
四、总结
芯禾的Expert系列软件各自均具有强大的功能,互相配合使用,能够实现高速链路的各类仿真。Via Expert可以方便地建出PCB上的各类模型,或者直接从PCB上提取需要的模型,经过仿真后得到模型的S参数。Channel Expert可以对各类通道拓扑进行自动或手动的搭建,即具有灵活性,也能够提高通道搭建的效率。Snp Expert则是目前业界最好的S参数处理软件,不仅能够根据导入的S参数快速生成各类曲线,还集成了大量国际规范标准,便于仿真人员判断仿真结果的可用性。
最为难得的是芯禾是一家研发完全在
- 网通MPLS VPN助实达打通“信息高速公路”(03-25)
- 高速卫星:来自太空的宽带(03-25)
- 高速数据流盘处理:编程与标定(06-12)
- C64x+ DSP高速缓存一致性分析与维护(07-09)
- PTN技术承载无线高速路(07-12)
- 高速光纤到户接入全解析(07-27)