摘 要： 介紹了DDR2嵌入式系統的仿真模型以及Hyperlyxn仿真工具，并基于Hyperlyxn仿真工具對IBIS模型進行仿真分析，給出了一個具體的DDR2嵌入式系統的設計過程和方法。

　　現代電子設計和芯片制造技術正在飛速發展，電路的復雜度、元器件布局以及布線密度、開關速度、時鐘和總線頻率等各項指標參數都呈快速上升趨勢。當上升時間超過傳輸延時的1/6時，反射、串擾、振蕩以及傳輸線效應等涉及到的時序、信號完整性(SI)、EMI等一系列問題決定著產品設計的成敗。特別是DDR2系統，可支持高達9.6 GB/s的帶寬(FB-DIMMs)，時鐘頻率高達0.9 GHz，高速DDR2系統的信號完整性和時序問題，己經成為設計能否成功的關鍵因素之一。因此，在印制電路板(PCB)設計完成之前，運用仿真工具對PCB進行板級的信號完整性仿真和時序分析，進行分析和設計的優化，可以發現調試過程中可能產生的問題，從而可節約成本、縮短產品的設計周期。

　　1 模型的選取

　　在基于計算機分析信號完整性和時序分析的過程中，建立實際驅動IC的模型十分關鍵。目前主要有三種可以用于PCB板級信號完整性分析的模型:SPICE模型、IBIS模型和AMS模型。

　　IBIS模型由于采用IN和V/T表的形式來描述I/O單元和引腳的特性，不但方便易得，而且不依賴于不同的仿真工具，計算量較小。

　　SPICE模型需要IC廠商提供詳細、準確描述I/O單元的內部設計和晶體管制造參數這些涉及到知識產權的機密數據，所以SPICE模型不易獲取。其分析精度主要取決于模型參數的來源(即數據的精確性)以及模型方程式的適用范圍。使用不同仿真工具進行SPICE模型仿真時，會產生不同的分析精度。

　　AMS建模語言與IBIS模型同樣也是數據形式來描述IC的特性，可以應用在多種不同類型的仿真工具中。AMS模型在PCB板級信號完整性分析中的可行性和計算精度毫不遜色于SPICE和IBIS模型，但目前支持的仿真工具還不是很多。

　　綜合比較上述三種模型，由于IBIS模型的方便、快捷、具有必要的精確度以及精度不依賴于仿真工具的優點，本文選取IBIS模型進行仿真。

　　2 仿真工具的選取

　　Mentor公司推出的仿真工具其功能十分強大，Hyperlynx可進行多電路板分析，包括趨膚效應、電介質損耗效應、損耗傳輸線效應的精確模擬，具有數千兆位信號的內部符號干擾圖表分析功能；可為多位激勵源、抖動、眼圖和眼罩定義區域；可以建立隨頻率變化的過孔模型而進行分析；進行差分信號模擬和分析來對包括差分阻抗和不同終端負載的優化；Terminator Wizard能夠分析并計算出使用包括串聯終端、并聯、并聯交流電和差分最佳的終端方案；通過輻射法和傳輸線電流分析來發現EMC故障問題；支持所有的PCB布線和布局程序。

　　Hyperlynx還可方便地采用IBIS或HSPICE模型進行仿真，自帶7 000個通用IC模型庫，或根據數據簿信息運用可視化IBIS編輯器允許測試和編輯IBIS模式來創建用戶的模型。Hyperlynx還具有界面友好、方便易用的優點。綜合Hyperlynx的優點，本文選取Hyperlynx進行仿真分析。

　　3 設計實例

　　下面給出應用Hyperlynx7.7前仿真工具Linesim和級仿真工具Boardsim利用IBIS模型對基于MIPS架構的XLS606 CPU的信號線進行分析。

　　CPU的最大外頻為1 GHz，內存選用Micron公司的DDR2-800，信號線走中間層，參考上下兩層地，因為信號工作頻率達到400 MHz，故布線密度大，很容易出現信號完整性問題。

　　布線前仿真可以根據PCB對信號完整性的要求，幫助設計者合理布置元器件、規劃系統時鐘網絡以及確定關鍵線網的端接策略。在布線過程中跟蹤設計，隨時反饋布線效果，確定PCB布線的約束規則，如參數設置和布線約束等(這里不詳細敘述)。