使用芯禾Expert系列軟件實(shí)現(xiàn)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(diào)出Compliance Configuration界面，在仿真曲線上添加各類國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)紅線，設(shè)計(jì)者就很容易看到當(dāng)前的設(shè)計(jì)是否會(huì)超出規(guī)范的要求。

　　圖20 為仿真曲線添加標(biāo)準(zhǔn)紅線

　　圖21 通道串?dāng)_計(jì)算步驟1

　　除了添加標(biāo)準(zhǔn)紅線之外，根據(jù)導(dǎo)入的S參數(shù)文件還可以進(jìn)行近端串?dāng)_、遠(yuǎn)端串?dāng)_、ICR等數(shù)據(jù)的計(jì)算。在Channel菜單下選中Xtalk命令，會(huì)彈出圖21所示的通道串?dāng)_計(jì)算界面。對于導(dǎo)入的S參數(shù)中包含的所有通路，軟件自動(dòng)給出這些通路對應(yīng)的所有串?dāng)_源。用戶只需要跟隨向?qū)c(diǎn)擊Next按鈕，在圖22界面中選擇需要計(jì)算的項(xiàng)目，然后點(diǎn)擊Plot按鈕，就可以立即得到各類串?dāng)_曲線。

　　圖22 通道串?dāng)_計(jì)算步驟2

　　Snp Expert中還包括了USB Type-C各類參數(shù)計(jì)算、IEEE802.3BJ中COM指標(biāo)計(jì)算等多種功能，限于篇幅，在本文中不再一一介紹。這些計(jì)算功能的原理可能較為復(fù)雜，但Snp Expert已經(jīng)集成了這些功能，用戶只需要根據(jù)軟件界面上的提示進(jìn)行鼠標(biāo)操作，即可很方便地得到相關(guān)的數(shù)據(jù)和曲線。

　　三、高速鏈路的后仿真

　　在完成PCB設(shè)計(jì)之后，通常還需要對高速鏈路進(jìn)行后仿真分析，確保實(shí)際設(shè)計(jì)結(jié)果與前仿真的預(yù)期一致。對于后仿真過程，重點(diǎn)在于對PCB上的實(shí)際布線拓?fù)溥M(jìn)行提取和仿真。整體鏈路的仿真和仿真數(shù)據(jù)的后處理過程則與前仿真階段完全一致。

　　由于實(shí)際PCB結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含的數(shù)據(jù)量較多。因此，如何快速、準(zhǔn)確地從實(shí)際PCB上提取仿真人員需要的走線拓?fù)洌瑯O為考驗(yàn)EDA工具的能力。Via Expert除了能夠根據(jù)Template建模之外，還為用戶提供了直接從PCB上提取走線拓?fù)涞墓δ堋?/p>

　　在圖3界面中選擇Model With Layout命令，就會(huì)彈出圖23所示的PCB文件導(dǎo)入界面。用戶選擇需導(dǎo)入的PCB文件后，Via Expert會(huì)解析文件，將PCB中所有的信號網(wǎng)絡(luò)列在圖23的左側(cè)，將能夠識別到的電源網(wǎng)絡(luò)列在圖23的右側(cè)。用戶從左側(cè)篩選出需要分析的網(wǎng)絡(luò)，將其移到右側(cè)列表中，然后點(diǎn)擊OK按鈕。Via Expert經(jīng)過進(jìn)一步解析之后，會(huì)彈出圖24所示的Cut View界面。在Cut View界面上，用戶可以根據(jù)實(shí)際走線形狀進(jìn)行切割，將所需

　　圖23 Via Expert中PCB導(dǎo)入界面

　　圖24 Cut View界面中截取網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(shí)際走線拓?fù)涞娜S模型。在提取的實(shí)際走線拓?fù)鋬啥说男盘柨谆騊ad上加上端口，設(shè)置好仿真頻段，就可以在Via Expert中進(jìn)行仿真，最終得到實(shí)際走線拓?fù)涞腟參數(shù)。

　　經(jīng)過多個(gè)版本的迭代之后，當(dāng)前的Via Expert軟件不僅可以從PCB上提取各種復(fù)雜的走線、孔和反焊盤結(jié)構(gòu)，而且對大規(guī)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?fù)涮崛〕鰜恚抡娴玫礁髯缘腟參數(shù)，然后在Channel Expert中仿真整個(gè)通道的性能。

　　圖25 從PCB上提取的實(shí)際走線拓?fù)?/p>

　　四、總結(jié)

　　芯禾的Expert系列軟件各自均具有強(qiáng)大的功能，互相配合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)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(jīng)過仿真后得到模型的S參數(shù)。Channel Expert可以對各類通道拓?fù)溥M(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)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(yè)界最好的S參數(shù)處理軟件，不僅能夠根據(jù)導(dǎo)入的S參數(shù)快速生成各類曲線，還集成了大量國際規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，便于仿真人員判斷仿真結(jié)果的可用性。

　　最為難得的是芯禾是一家研發(fā)完全在國內(nèi)的EDA公司，相比于EDA領(lǐng)域的國際大廠，芯禾能夠更迅速地響應(yīng)國內(nèi)各類廠家在高速信號仿真領(lǐng)域的需求。從2013年首次使用芯禾的軟件到現(xiàn)在，筆者切切實(shí)實(shí)地感受到了芯禾Expert系列軟件的巨大進(jìn)步。這種進(jìn)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?qū)⒕性谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化方面，而不是為各種建模而傷透腦筋。

　　隨著以太網(wǎng)設(shè)備端口容量從100GbE向著400GbE、甚至1TbE演進(jìn)，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(fā)的EDA軟件功能更加強(qiáng)大，在高速設(shè)計(jì)領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。