ADS小秘诀系列之二:SERDES 与DDR在信号完整性仿真与分析中有何差别?

 

信号完整信仿真和分析对于SERDES和DDR信道设计都非常重要。然而由于拓扑,IO架构以及定时的差别,SERDES和DDR的信号完整性设计差别非常大。...





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信号完整信仿真和分析对于SERDES和DDR通道设计都非常重要。然而由于拓扑,IO架构以及定时的差别,SERDES和DDR的信号完整性设计差别非常大。举例来说,SERDES信号完整性设计的主要瓶颈是通道的带宽。因此阻抗以及损耗控制是SERDES通‍道设计的第一优先级。去加重和均衡器是用来改善眼图开口的重要信号处理模块。对于DDR来说,所有DQ都与DQS Strobe对齐。命令信号和地址信号都与时钟对齐。因此,精确的定时控制是DDR设计最重要的目标。此外,串扰(crosstalk),同步切换噪声(simultaneous switching noise )也会影响DDR信号的质量。

下图从应用,拓扑,信号等各个层面对SERDES与DDR进行了比较:

‍表1. SERDES vs. DDR
SERDES 仿真

IBIS AMI模型是很通用的IO模型。ChannelSim仿真器可以专门针对SERDES的海量bit模式进行仿真。通常来讲,SERDES的通道长度比较长,损耗是SERDES信号完整性的最重要决定因素。为了补偿通道的高频损耗,发送端要进行去加重或者是接收端要进行均衡来改善眼图的情况。此外,TDR仿真以及混合模式S参数仿真可以快速检查通道质量。
图1. PCI Express Channel Simulation using IBISAMI Models
DDR仿真

IBIS模型在DDR信号完整性仿真里应用很广。Transient仿真器可以计算在读和写的模式下DQ 相对于DQS Strobe的建立以及保持时间。S 参数仿真可以帮助在频域检查electrical delay(Group delay)。DDR拓扑可以是multi-drop或者daisy chain架构。

ODT(On Die Termination)要根据特定的控制信号动态调整。ADS的批处理仿真控制器(Batch simulationcontroller)可以处理复杂的参数扫描,例如长度,阻抗,ODT,等等。
图2. DDR Waveform Simulation using IBIS Models


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