高速PCB設(shè)計仿真講座二十七

4.3 源同步接口仿真過程 源同步技術(shù)是指數(shù)據(jù)和時鐘/鎖存并行傳輸。由于源同步接口信號工作在“相對”的時鐘系統(tǒng)下，這樣對全局系統(tǒng)時鐘的skew要求就可降低，在時序方程中就不需要flight time（飛行時間）這一變量，傳輸速率主要由數(shù)據(jù)和時鐘/鎖存信號間的skew決定，這樣可以系統(tǒng)達(dá)到更高的傳輸速率。 源同步技術(shù)特點： l 時鐘/鎖存信號與數(shù)據(jù)一起傳送。 l 源同步技術(shù)中，接收端的建立和保持時間、skew決定了接口速度的極限，而走線長、Tco、器件本身的快慢不是影響接口速度的因素。影響速度的最主要因素是數(shù)據(jù)與時鐘/鎖存信號之間的skew，因此對數(shù)據(jù)和時鐘/鎖存信號間skew的約束是仿真中最主要做的工作。 l 迄今為止，每個源同步總線設(shè)計使用不同的方法，這就要求仿真環(huán)境必須能靈活適應(yīng)每種要求，Cadence的Sigxp工具提供自定義測量（Custom Measurement）這一功能。需要注意的是測量數(shù)據(jù)信號相對與時鐘/鎖存信號的skew，而不是相對于主時鐘；另外常常需要測量到die pad，把封裝的影響因素考慮進(jìn)去。 l 源同步接口一般速率高，這樣碼間干擾（ISI）就比較嚴(yán)重，所以經(jīng)常會用到偽隨機(jī)碼序列來模擬各種碼型的組合。在Sigxp中，可以通過設(shè)置Stimuli為Custom來實現(xiàn)，但是加到若干位后就不可以加了，如果想要加入較長的碼序列，可以通過編輯拓?fù)湮募?.top文件）中Stimuli項PeriodicPatten下的序列來實現(xiàn)。一種簡單的方法是，使用偽隨機(jī)碼產(chǎn)生程序生成任意長度的偽隨機(jī)碼序列，然后拷貝到*.top文件的相應(yīng)位置。另外在 Sigxp中還可以通過眼圖分析仿真波形，通過對眼圖高度和寬度的分析，可以得到反射、衰減、抖動等對信號的影響。在 Sigwave中可以將仿真出的偽隨機(jī)碼序列的串行波形疊加成眼圖。在 Sigwave中GraphÆEye Diagram Performances中設(shè)置正確的信號周期，設(shè)置合適的 Offset值，以方便觀察，然后選擇GraphÆEye Diagram Mode，就可以得到相應(yīng)信號的眼圖。4.3.1 源同步時序公式 圖 4-6 為源同步時序示意圖，根據(jù)圖 4-6 可得出相應(yīng)的時序公式： 建立時間： Tvb_min+Tft_clk_min-Tft_data_max-Tsetup-Tsetup_margin>0保持時間： Tva_min-Tft_clk_max+Tft_data_min-Thold-Thold_margin>0其中： Tvb：vb為valid before的縮寫，表示驅(qū)動端數(shù)據(jù)在時鐘有效前多少時間值有效；可以理解為驅(qū)動端的建立時間； Tva：va為valid after的縮寫，表示驅(qū)動端數(shù)據(jù)在時鐘有效后保持有效的時間值；可以理解為發(fā)送端的保持時間； Tft_clk：時鐘信號的飛行時間； Tft_data：數(shù)據(jù)信號的飛行時間； Tsetup：接收端的建立時間； Tsetup_margin：接收端建立時間的冗余量； Thold：接收端的保持時間； Thold_margin：接收端保持時間的冗余量；4.3.2 源同步時序仿真過程 第一步：了解時序要求。 從數(shù)據(jù)手冊中查到相應(yīng)的時序參數(shù)，得到信號的時序要求。因為時鐘和數(shù)據(jù)信號是由同一芯片產(chǎn)生，因而兩者所處的環(huán)境（如電壓、溫度等）相同，可以認(rèn)為兩者的 flight time值的最大、最小值同時發(fā)生?？傻玫饺缦陆Y(jié)論：時鐘、數(shù)據(jù)信號線的飛行時間必須嚴(yán)格相等（即 Tft_data_min＝Tft_clk_max） 。因此在本例的仿真中，我們先對時鐘、數(shù)據(jù)信號分別仿真，得到大致的拓?fù)浼s束，然后將時鐘數(shù)據(jù)放在一個拓?fù)鋬?nèi)進(jìn)行仿真，測量接收端時鐘數(shù)據(jù)的偏差，再用該偏差對時序進(jìn)行微調(diào)驗證。第二步： 時鐘拓?fù)浣⒉⒎抡?這一步主要是對時鐘的信號完整性進(jìn)行仿真，得到接收端的時鐘波形并檢查測量。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 4-7，波形如圖 4-8。第三步：數(shù)據(jù)拓?fù)浣⒉⒎抡?這一步主要是對數(shù)據(jù)的信號完整性進(jìn)行仿真，得到接收端的時鐘波形并檢查測量。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 4-9，波形如圖 4-10。第四步：時鐘、數(shù)據(jù)同時仿真 這一步中是將數(shù)據(jù)和時鐘信號建立在同一個拓?fù)渖希玫絻烧咴诮邮斩说牟ㄐ?，進(jìn)行比對，驗證時鐘與數(shù)據(jù)信號在接收端是否滿足時序要求。具體步驟如下。 a)建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 將時鐘、數(shù)據(jù)拓?fù)浣⒃谕粋€拓?fù)渖?，實現(xiàn)方式是在數(shù)據(jù)和時鐘信號間并一個無窮大電阻。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 4-11。圖 4-11 時鐘、數(shù)據(jù)仿真拓?fù)鋌)設(shè)置相應(yīng)的仿真參數(shù) 這一步驟中設(shè)置時鐘周期、測量周期、偏移量、數(shù)據(jù)信號波形等參數(shù)，如圖 4-12。圖 4-12仿真參數(shù)設(shè)置c)仿真得出波形并驗證 仿真得到的波形如圖 4-13。由圖可知數(shù)據(jù)僅比時鐘超前 84.08pS，可忽略，也可在拓?fù)渲醒a償，如果時鐘與數(shù)據(jù)之間時間相差較大，就要通過調(diào)整拓樸結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。圖 4-13 時鐘數(shù)據(jù)同時仿真波形