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使用HSPICE精確分析多GB系統

2014年07月04日  | Hany Elhak, Ted Mido

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統計眼圖分析

HSPICE先進的統計眼圖分析適用於所有類型的通道和模型。HSPICE採用精確的瞬態分析計算出眾多小位元模式的脈衝回應,然後使用統計方法迅速產生眼圖,即機率密度函數(PDF)圖,將所有可能的位元模式考慮在內,如圖4所示。HSPICE通過觀察眼圖的垂直和水平橫截面,自動提取抖動曲線。此外,HSPICE還根據PDF眼圖自動產生BER圖。然後,可以通過提取BER的橫截面圖,檢視浴缸曲線(bathtub curve)。HSPICE還擷取特定時刻的最短位元模式,它再現了最裡面的-換句話說“最壞的“-眼圖碎片。在接下來的短瞬態分析中使用這個最壞的位元模式,我們就可以分析出眼圖閉合的原因,然後改善設計。HSPICE能夠提取特定位元位置的時間域波形,該技術可用於驗證自我調整等化器設計。


圖4:HSPICE統計眼圖的分析
圖4:HSPICE統計眼圖的分析。

逐位元眼圖分析採用一種快速瞬態技術為特定的位元模式產生眼圖,而且所需時間僅為瞬態分析的幾分之一。逐位元和統計眼圖技術對於通道設計非常有用。瞬態分析可為簽核提供最精確的眼圖。在時間域瞬態分析中,HSPICE支援所有類型的IO模型-其中包括演算法模型(IBIS-AMI)-以及與頻率有關的元件。平行計算技術被用來加快超長位元序列的模擬速度,同時又不犧牲精確度。


HSPICE具備一種獨特能力,能夠混用和匹配各類分析技術和模型,以便讓每一個通道設計的階段與合規測試可以充分地配合。如圖5 所示,HSPICE將通道視為一個黑盒子,讓使用者能夠放入任意組合的主動和被動設備。HSPICE還支持各種不同的發射器和接收器表示。例如,發射器可以是一個電晶體級IO電路,而接收器可以是一個IBIS-AMI模型,反之亦然。在早期設計階段,我們可以採用快速統計眼圖分析評估與模式無關的發射器加重。對於此類分析,IBIS-AMI模型在發射器側使用,只是為了使接收器成為一個理想化的接收器終端。隨著設計的不斷演進,我們可以採用逐位元模擬將理想化的接收器替換為一個演算法模型,以便測試自我調整等化器如何通過調整其參數實現最大的眼圖開口。然後,從逐位元分析切換至全面的瞬態分析,我們可以擷取通道中可能出現的任何非線性效應。在最後的驗證階段,很可能會用到發射器和接收器緩衝器的全電晶體表示。HSPICE具有讓所有這些分析在同一個測試臺上運行的靈活性。



圖5:在統計、逐位元和瞬態眼圖分析中結合使用AMI和電晶體級模型
圖5:在統計、逐位元和瞬態眼圖分析中結合使用AMI和電晶體級模型。

作者簡介

Hany Elhak是Synopsys的產品行銷經理。他擁有10年以上的EDA技術和行銷工作經驗。在從事EDA的工作之前,Hany曾是一名RF設計人員,負責為蜂窩和無線網路標準設計RF IC。Hany擁有開羅艾因•夏姆斯大學(Ain Shams University)頒發的電氣工程學士和碩士學位,以及哈斯商學院(Haas School of Business)加州大學伯克利分校頒發的MBA學位。


Ted Mido是Synopsys的研發工程師。他是HSPICE研發組的一名高級成員。他擁用日本東京大學頒發的電氣與電子工程學士、碩士和博士學位。他的重點研發領域是分析類比/混合信號IC、高速晶片封裝和印刷電路板中的高速信號傳播系統。他發表過許多篇有關互連分析和寄生參數提取的技術論文。



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