【摘 要】
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随着技术和市场的发展,云端、管道和终端设备对数据带宽的要求变得越来越大,这极大地促进了高速收发器在芯片中的使用。但是随之而来的信号完整性问题,成为了新产品开发过程中必须解决的问题。通常工程师在解决信号完整性的问题时是通过商业EDA工具进行建模仿真分析优化,但这会花费大量时间而且在项目前期验证阶段不能快速获取指导信息。快速时域仿真算法的出现解决了这一问题,可以快速地得到链路系统的仿真结果。工程人员在
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随着技术和市场的发展,云端、管道和终端设备对数据带宽的要求变得越来越大,这极大地促进了高速收发器在芯片中的使用。但是随之而来的信号完整性问题,成为了新产品开发过程中必须解决的问题。通常工程师在解决信号完整性的问题时是通过商业EDA工具进行建模仿真分析优化,但这会花费大量时间而且在项目前期验证阶段不能快速获取指导信息。快速时域仿真算法的出现解决了这一问题,可以快速地得到链路系统的仿真结果。工程人员在对实际高速链路使用快速时域仿真算法时发现有些结果与瞬态仿真结果差异较大,分析是由于链路存在非线性的因素导致的,因为传统的快速时域仿真算法是基于线性系统,因此我们有必要对非线性高速链路有进一步研究认识。本文首先针对商业EDA软件不能建模非线性因素而且不能灵活调控的问题,基于Simulink搭建了研究非线性高速链路仿真的平台,然后对高速链路中的饱和压缩非线性和阻抗非线性两种非线性特性进行了研究,包括非线性度量和非线性的灵敏度分析两方面。通过构造链路的响应矩阵,利用主成分分析PCA和拟合优度的方法对响应矩阵处理得出非线性度量指标,仿真验证了该指标的正确性,解决了无法对链路中存在的非线性程度进行度量与比较的问题。在对非线性的灵敏度分析中,首先研究了单一非线性因子对接收端眼图的性能影响,然后利用统计中DOE正交实验的方法研究了单一非线性因子和交互非线性因子对链路接收端眼图的影响程度,通过仿真和数据处理,得到了接收端眼图对发送端饱和非线性的变化最为敏感。通过上述的研究对非线性高速链路的特性有了更深入的认识。本文最后研究了非线性链路的最坏眼图问题,通过计算不同快速时域仿真算法拼出的波形与瞬态仿真波形的拟合优度,说明了非线性对传统算法的精度产生的影响。基于Matlab图形用户界面开发了利用多阶矩阵求解非线性链路的最坏眼图的工具,解决了目前没有高阶矩阵求解工具的问题,并且使用该工具得到不同阶次矩阵求出的最坏眼图的数据,与传统算法求解的最坏眼图作出对比分析,得到高阶矩阵在求解非线性链路时具有更好的精度,同时可以得到满足仿真要求的MER阶次,对非线性链路的设计具有指导意义。
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