前言

上文中，我們介紹了DDR芯片的物理層及協(xié)議測(cè)試，本文我們繼續(xù)給大家揭秘如何利用是德科技的ADS仿真軟件輔助進(jìn)行DDR的電路仿真，驗(yàn)證和分析。

是德科技ADS簡(jiǎn)介

是德科技PathWave Advanced Design System (ADS) 是一款最可信賴的仿真、驗(yàn)證和分析解決方案，通過特有的電磁及DDR總線仿真器，精確提取完整鏈路的特性，表征從controller到memory的性能結(jié)果。幫助工程師減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，減少迭代次數(shù)。

ADS主要特性：

通過DDR Sim和Transient兩種仿真器，獲得眼圖和時(shí)域波形等影響。

通過優(yōu)化過的仿真界面，簡(jiǎn)化仿真流程，幫助工程師快速搭建仿真結(jié)構(gòu)。

通過SIPro，快速準(zhǔn)確的提取PCB電磁參數(shù)。

通過CILD和Via Designer，獲得前仿真模型。快速得到layout約束條件。

準(zhǔn)確獲得抖動(dòng)，串?dāng)_，噪聲等因素的影響。

DDR應(yīng)用設(shè)計(jì)流程

ADS非常適用于DDR相關(guān)應(yīng)用的設(shè)計(jì)，通過特有的電磁及DDR總線仿真器，精確提取完整鏈路的特性，表征從controller到memory的性能結(jié)果，減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)及迭代次數(shù)。

采用ADS的設(shè)計(jì)流程如下所示：

圖：是德科技DDR相關(guān)應(yīng)用設(shè)計(jì)流程示意

在上圖中所示的各個(gè)流程中，ADS均具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如下我們?yōu)榇蠹曳謩e介紹：

芯片AMI建模：

ADS Memory Designer中內(nèi)置了專門用于DDR5的AMI模型的創(chuàng)建模塊。通過向?qū)降慕缑妫瑢⒕獾?a href="http://m.xsypw.cn/v/tag/2562/" target="_blank">算法自動(dòng)生成AMI模型。

前仿真模型設(shè)計(jì)

ADS CILD是可以參數(shù)化生成傳輸線模型，支持差分，單端，寬邊耦合等的微帶線，帶狀線以及共面波導(dǎo)。

通過分析功能可以快速對(duì)設(shè)置好的傳輸線進(jìn)行EM仿真，獲得阻抗，損耗，反射，延時(shí)等信息。通過優(yōu)化功能，預(yù)設(shè)目標(biāo)阻抗。通過軟件直接自動(dòng)對(duì)某一參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得滿足目標(biāo)阻抗要求的結(jié)果。通過掃描功能，對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行掃描，獲得不同參數(shù)影響下的傳輸線特性。通過統(tǒng)計(jì)功能，將工藝誤差等因素考慮其中，仿真獲得誤差影響下的傳輸線特性，可用于良率分析以及誤差控制。

而設(shè)計(jì)的結(jié)果可以生成模型用于ADS原理圖仿真，驗(yàn)證整體通道特性，同時(shí)，也可以保留參數(shù)變量用于ADS原理圖中參數(shù)掃描。

Via Designer可以通過參數(shù)化，生成過孔模型，支持單端，差分等各類通孔，盲孔，埋孔，微孔，支持背鉆功能及過孔陣列。通過FEM算法獲得過孔S參數(shù)及TDR信息，也可以一鍵調(diào)用EMPro并自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)三維模型，用于后續(xù)更為復(fù)雜的編輯及仿真。

其通過參數(shù)化建模，大大節(jié)約過孔建模所需時(shí)間。而通過FEM仿真，可以得到十分精確的過孔S參數(shù)和TDR結(jié)果。同時(shí)，通過預(yù)設(shè)配置信息，簡(jiǎn)化仿真設(shè)置步驟。仿真結(jié)果可以生成模型用于ADS原理圖仿真，驗(yàn)證整體通道特性，同時(shí)，也可以將其一鍵導(dǎo)出可編輯的三維結(jié)構(gòu)，用于EMPro進(jìn)行編輯，仿真等。

DDR通道仿真（前仿及后仿）

ADS Memory Designer是ADS中專門針對(duì)DDR仿真定制的組件，可以減小DDR仿真的復(fù)雜度，同時(shí)保證DDR仿真的效率和精度。

在Memory Designer中，只需要一張?jiān)韴D便可以分別進(jìn)行通道和瞬態(tài)仿真，如下圖所示：

圖：Memorydesigner 仿真原理圖

DDR bus低誤碼率的仿真流程如下圖所示：

圖：DDR BUS 低誤碼率仿真流程

此外，Memory Designer 中的DDR BUS 仿真器，使用通道仿真技術(shù)，根據(jù)信號(hào)的上升與下降，提取對(duì)應(yīng)的階躍響應(yīng)，快速精確的仿真出DDR眼圖及波形。同時(shí)可以將抖動(dòng)，串?dāng)_，均衡等因素都考慮其中，而Batch simulation和前仿真模型的使用，可以在layout前期分析各種參數(shù)對(duì)DDR設(shè)計(jì)性能的影響。

基于Keysight 成熟的通道仿真算法，Memory Designer可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)在低誤碼率情況下的抖動(dòng)對(duì)信號(hào)的影響。并將當(dāng)DQ 與DQS 存在時(shí)間差時(shí)，由于trigger傳聲的抖動(dòng)追蹤現(xiàn)象進(jìn)行分析，如下圖的案例。

圖：抖動(dòng)追蹤分析案例

PCB電磁參數(shù)提取：

ADS SIPro是一款專用于PCB仿真的EM仿真工具，針對(duì)引腳眾多的DDR信號(hào)，SIPro中內(nèi)置了DDR設(shè)置向?qū)В梢詭椭脩艨焖龠M(jìn)行DDR仿真設(shè)置，如下圖的示例：

圖：PCB S參數(shù)提取 - SIPro

只需要選擇控制器及內(nèi)存模塊，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)就會(huì)由軟件自動(dòng)篩選提取，勾選需要仿真的網(wǎng)絡(luò)名后，對(duì)應(yīng)的仿真設(shè)置便會(huì)自動(dòng)生成。整個(gè)過程只需要一分鐘左右的時(shí)間。

此外，SIPro可以快速準(zhǔn)確的提取PCB信號(hào)的S參數(shù)，可信頻率高達(dá)40GHz。對(duì)于DDR中常見的共用返回路徑的情況，SIPro通過算法識(shí)別過孔區(qū)域，使用三維電磁場(chǎng)算法FEM，精確提取由此產(chǎn)生的串?dāng)_，保證仿真精度。

原文標(biāo)題：DDR芯片仿真與驗(yàn)證

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