使用芯禾Expert系列軟件實現高速鏈路仿真
在Snp Expert中繪制出各類曲線后,可以參照圖20所示的方法調出Compliance Configuration界面,在仿真曲線上添加各類國際標準的Spec紅線。圖20中在仿真得到的插損曲線上添加了100GBASE-KR4損耗標準紅線,設計者就很容易看到當前的設計是否會超出規范的要求。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201609/296752.htm

圖20 為仿真曲線添加標準紅線

圖21 通道串擾計算步驟1
除了添加標準紅線之外,根據導入的S參數文件還可以進行近端串擾、遠端串擾、ICR等數據的計算。在Channel菜單下選中Xtalk命令,會彈出圖21所示的通道串擾計算界面。對于導入的S參數中包含的所有通路,軟件自動給出這些通路對應的所有串擾源。用戶只需要跟隨向導點擊Next按鈕,在圖22界面中選擇需要計算的項目,然后點擊Plot按鈕,就可以立即得到各類串擾曲線。

圖22 通道串擾計算步驟2
Snp Expert中還包括了USB Type-C各類參數計算、IEEE802.3BJ中COM指標計算等多種功能,限于篇幅,在本文中不再一一介紹。這些計算功能的原理可能較為復雜,但Snp Expert已經集成了這些功能,用戶只需要根據軟件界面上的提示進行鼠標操作,即可很方便地得到相關的數據和曲線。
三、高速鏈路的后仿真
在完成PCB設計之后,通常還需要對高速鏈路進行后仿真分析,確保實際設計結果與前仿真的預期一致。對于后仿真過程,重點在于對PCB上的實際布線拓撲進行提取和仿真。整體鏈路的仿真和仿真數據的后處理過程則與前仿真階段完全一致。
由于實際PCB結構復雜,包含的數據量較多。因此,如何快速、準確地從實際PCB上提取仿真人員需要的走線拓撲,極為考驗EDA工具的能力。Via Expert除了能夠根據Template建模之外,還為用戶提供了直接從PCB上提取走線拓撲的功能。
在圖3界面中選擇Model With Layout命令,就會彈出圖23所示的PCB文件導入界面。用戶選擇需導入的PCB文件后,Via Expert會解析文件,將PCB中所有的信號網絡列在圖23的左側,將能夠識別到的電源網絡列在圖23的右側。用戶從左側篩選出需要分析的網絡,將其移到右側列表中,然后點擊OK按鈕。Via Expert經過進一步解析之后,會彈出圖24所示的Cut View界面。在Cut View界面上,用戶可以根據實際走線形狀進行切割,將所需

圖23 Via Expert中PCB導入界面

圖24 Cut View界面中截取網絡實際走線
要的走線、信號孔保留下來,去除不必要的成分,得到圖25所示的實際走線拓撲的三維模型。在提取的實際走線拓撲兩端的信號孔或Pad上加上端口,設置好仿真頻段,就可以在Via Expert中進行仿真,最終得到實際走線拓撲的S參數。
經過多個版本的迭代之后,當前的Via Expert軟件不僅可以從PCB上提取各種復雜的走線、孔和反焊盤結構,而且對大規模單板的解析效率也較高。通過Via Expert的這一功能,用戶可以分別將單板、背板上的走線拓撲提取出來,仿真得到各自的S參數,然后在Channel Expert中仿真整個通道的性能。

圖25 從PCB上提取的實際走線拓撲
四、總結
芯禾的Expert系列軟件各自均具有強大的功能,互相配合使用,能夠實現高速鏈路的各類仿真。Via Expert可以方便地建出PCB上的各類模型,或者直接從PCB上提取需要的模型,經過仿真后得到模型的S參數。Channel Expert可以對各類通道拓撲進行自動或手動的搭建,即具有靈活性,也能夠提高通道搭建的效率。Snp Expert則是目前業界最好的S參數處理軟件,不僅能夠根據導入的S參數快速生成各類曲線,還集成了大量國際規范標準,便于仿真人員判斷仿真結果的可用性。
最為難得的是芯禾是一家研發完全在國內的EDA公司,相比于EDA領域的國際大廠,芯禾能夠更迅速地響應國內各類廠家在高速信號仿真領域的需求。從2013年首次使用芯禾的軟件到現在,筆者切切實實地感受到了芯禾Expert系列軟件的巨大進步。這種進步反過來又幫助了高速信號的仿真人員,不僅提高了仿真效率,更使得仿真人員能夠將精力集中在系統設計和優化方面,而不是為各種建模而傷透腦筋。
隨著以太網設備端口容量從100GbE向著400GbE、甚至1TbE演進,人們對高效、好用的EDA仿真工具提出了更多的需求。期待芯禾開發的EDA軟件功能更加強大,在高速設計領域獨領風騷。
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