ChannelExpert平台如何对DDR信号进行时域眼图仿真分析
前言
随着云计算、互联网和物联网的快速发展，电子产业在半导体技术的推动下，产品的功能不断增强，集成度不断提高，信号速率不断加快，产品的研发周期也日益缩短。由于电子产品持续向小型化、精密化和高速化发展，高速通道的设计需要全面考虑从发送端、过孔、传输线到接收端的整个通信链路，并支持对buffer模型（ibis/ami）、s参数、传输线模型和spice模型等的精确仿真。
channelexpert提供了一种快速、准确且简单的方法来分析、评估和解决高速通道信号完整性问题，并内置了业内先进的时域仿真引擎xspice、2d传输线求解器、卷积求解器以及高级分析模块。
本文主要使用芯和半导体channelexpert平台演示如何对ddr信号进行时域眼图仿真分析，从而提升通道的整体性能。
channelexpert平台简介
芯和半导体的channelexpert平台支持：数字电路拓扑抽取、高速串serdes通道分析、ddr通道分析以及串扰前仿真等。
ddr仿真流程可以通过bus形式构建拓扑，进行瞬态、pda、统计、卷积分析，支持并行总线的ibis-ami仿真。
serdes统计眼图分析，内嵌统计眼图仿真引擎，快速获得准确的ber和浴盆曲线。
层次化原理图支持用户对所有感兴趣的参数进行高级分析，如扫描、调谐、优化、yield和doe分析。
支持灵活的后处理与结果分析，内嵌的画图模块可以方便显示s参数、v/t曲线和眼图等。
支持python脚本录制与回放功能。
channelexpert
ddr bus时域眼图仿真分析流程介绍
ddr信号的通道仿真主要分析数据和地址控制命令信号；数据信号的仿真又分为写操作和读操作。本流程以数据信号的写操作仿真流程演示。
1.新建channel仿真工程
打开channelexpert软件，点击home菜单栏下的newproject，选择工程存放路径，点击“选择文件夹”，新建工程project1；点击new channel，生成channel1仿真工程。
图1
新建channel仿真工程
2.ddr ctrl ibis model导入和bus设置
右侧components窗口，type下拉框选择ddr，点击ibisctrl图标，按住左键拖拽到编辑框内。双击模块进入模型导入对话框，点击browse选择要导入的ibis model，点击“打开”，完成模型导入 。
在bus definitions栏分别定义bus group、time ref、signal names，点击ok，完成ctrl端模型及bus设置。
图2
ddr ctrl ibis model导入和bus设置
3.s参数模型导入
右侧components窗口，type下拉框选择data source，点击s参数图标，按住左键拖拽到编辑框内。双击模块进入s参数调用对话框，点击browse选择要导入的s参数，点击“打开”，点击ok导入s参数。
图3
s参数 model导入
点击bus pins，进入bus设置界面。左侧同时选中同一器件的同一byte信号，包含dqs，点击“combine into bus”完成一组bus设置。设置完成可以对signal name重命名，方便后续查看信号。完成重命名后，选中全部信号，右键选择copy signal，分别点击其他bus，在signal name栏右键选择paste signal，完成所有bus信号的重命名。
点击ok，完成bus设置。
在pin locations中可以通过拖拽完成bus的连接方向的改变，点击ok完成。
图 4
s参数bus设置
4.memory ibis model导入和bus设置
右侧components窗口，type下拉框选择ddr，点击ibismem图标，按住左键拖拽到编辑框内。双击模块进入模型导入对话框，点击browse选择要导入的ibis model，点击“打开”，完成模型导入。
在bus definitions栏分别定义bus group、time ref、signal names，点击ok，完成memory端模型及bus设置。
图 5
memory 端bus设置
5.仿真链路搭建
点击菜单栏“wire”连接电路，或拖拽模块使两个模块的引脚靠近也可以自动完成电路的连接。双击“bus”互连线，可以显示信号的连接关系。点击probe或者其下方的方块，可以全部选择或部分选择查看信号的波形。不勾选probe选项软件默认也会输出接收端的波形。
图6
仿真链路搭建
6.求解设置
在左侧工程树analysis处右键选择add memory analysis仿真器，该仿真器支持tran、stateye、pda三种分析模式。这里以tran仿真为例，设置好求解步长和仿真时间。设置好信号速率和读写方向。设置好control和memory端的模型。
定义好rank的数量，设置好active rank。点击ok，完成求解设置。
图7
求解设置
7.求解分析
工程树memoryanalysis处右键，选择analysis，软件运行求解分析。
图 8
求解分析
8.仿真结果查看及测量
仿真结束后会自动生成波形，点击左侧工程树results下的trananalysis可以查看仿真波形。点击上方v-t右侧小三角，可以选择v-t和eyediagram的视图切换。眼图视图下，右键measure->configure eye可以完成信号速率等设置。右键选择measure还可以完成眼罩的添加与删除、眼图的测量与删除、pk-pk、max、min测量等。选择“add eye mask”，可以通过选择信号的的type和speed自动产生eye mask，可以自动完成眼图的测量。
图9
仿真结果查看及测量
总结
本文主要介绍了使用channelexpert搭建原理图并进行时域眼图仿真分析的流程，其中特别关注了ddr模块及bus总线连接的方式。采用bus总线连接方式不仅提高了原理图创建的效率，还能降低信号连接的错误率。
在channelexpert中，内置了业内领先的时域仿真引擎xspice，该引擎具有高度的准确性，可用于对高速并行和串行通道进行时域仿真分析，从而进一步提升通道的整体性能。通过深入的时域眼图仿真分析，用户能够更全面地了解通道的信号完整性，为优化设计和提高性能提供有力支持。
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channelexpert提供了一种快速、准确且简单的方法来分析、评估和解决高速通道信号完整性问题，并内置了业内先进的时域仿真引擎xspice、2d传输线求解器、卷积求解器以及高级分析模块。
本文主要使用芯和半导体channelexpert平台演示如何对ddr信号进行时域眼图仿真分析，从而提升通道的整体性能。
channelexpert平台简介
芯和半导体的channelexpert平台支持：数字电路拓扑抽取、高速串serdes通道分析、ddr通道分析以及串扰前仿真等。
ddr仿真流程可以通过bus形式构建拓扑，进行瞬态、pda、统计、卷积分析，支持并行总线的ibis-ami仿真。
serdes统计眼图分析，内嵌统计眼图仿真引擎，快速获得准确的ber和浴盆曲线。
层次化原理图支持用户对所有感兴趣的参数进行高级分析，如扫描、调谐、优化、yield和doe分析。
支持灵活的后处理与结果分析，内嵌的画图模块可以方便显示s参数、v/t曲线和眼图等。
支持python脚本录制与回放功能。
channelexpert
ddr bus时域眼图仿真分析流程介绍
ddr信号的通道仿真主要分析数据和地址控制命令信号；数据信号的仿真又分为写操作和读操作。本流程以数据信号的写操作仿真流程演示。
1.新建channel仿真工程
打开channelexpert软件，点击home菜单栏下的newproject，选择工程存放路径，点击“选择文件夹”，新建工程project1；点击new channel，生成channel1仿真工程。
图1
新建channel仿真工程
2.ddr ctrl ibis model导入和bus设置
右侧components窗口，type下拉框选择ddr，点击ibisctrl图标，按住左键拖拽到编辑框内。双击模块进入模型导入对话框，点击browse选择要导入的ibis model，点击“打开”，完成模型导入 。
在bus definitions栏分别定义bus group、time ref、signal names，点击ok，完成ctrl端模型及bus设置。
图2
ddr ctrl ibis model导入和bus设置
3.s参数模型导入
右侧components窗口，type下拉框选择data source，点击s参数图标，按住左键拖拽到编辑框内。双击模块进入s参数调用对话框，点击browse选择要导入的s参数，点击“打开”，点击ok导入s参数。
图3
s参数 model导入
点击bus pins，进入bus设置界面。左侧同时选中同一器件的同一byte信号，包含dqs，点击“combine into bus”完成一组bus设置。设置完成可以对signal name重命名，方便后续查看信号。完成重命名后，选中全部信号，右键选择copy signal，分别点击其他bus，在signal name栏右键选择paste signal，完成所有bus信号的重命名。
点击ok，完成bus设置。
在pin locations中可以通过拖拽完成bus的连接方向的改变，点击ok完成。
图 4
s参数bus设置
4.memory ibis model导入和bus设置
右侧components窗口，type下拉框选择ddr，点击ibismem图标，按住左键拖拽到编辑框内。双击模块进入模型导入对话框，点击browse选择要导入的ibis model，点击“打开”，完成模型导入。
在bus definitions栏分别定义bus group、time ref、signal names，点击ok，完成memory端模型及bus设置。
图 5
memory 端bus设置
5.仿真链路搭建
点击菜单栏“wire”连接电路，或拖拽模块使两个模块的引脚靠近也可以自动完成电路的连接。双击“bus”互连线，可以显示信号的连接关系。点击probe或者其下方的方块，可以全部选择或部分选择查看信号的波形。不勾选probe选项软件默认也会输出接收端的波形。
图6
仿真链路搭建
6.求解设置
在左侧工程树analysis处右键选择add memory analysis仿真器，该仿真器支持tran、stateye、pda三种分析模式。这里以tran仿真为例，设置好求解步长和仿真时间。设置好信号速率和读写方向。设置好control和memory端的模型。
定义好rank的数量，设置好active rank。点击ok，完成求解设置。
图7
求解设置
7.求解分析
工程树memoryanalysis处右键，选择analysis，软件运行求解分析。
图 8
求解分析
8.仿真结果查看及测量
仿真结束后会自动生成波形，点击左侧工程树results下的trananalysis可以查看仿真波形。点击上方v-t右侧小三角，可以选择v-t和eyediagram的视图切换。眼图视图下，右键measure->configure eye可以完成信号速率等设置。右键选择measure还可以完成眼罩的添加与删除、眼图的测量与删除、pk-pk、max、min测量等。选择“add eye mask”，可以通过选择信号的的type和speed自动产生eye mask，可以自动完成眼图的测量。
图9
仿真结果查看及测量
总结
本文主要介绍了使用channelexpert搭建原理图并进行时域眼图仿真分析的流程，其中特别关注了ddr模块及bus总线连接的方式。采用bus总线连接方式不仅提高了原理图创建的效率，还能降低信号连接的错误率。
在channelexpert中，内置了业内领先的时域仿真引擎xspice，该引擎具有高度的准确性，可用于对高速并行和串行通道进行时域仿真分析，从而进一步提升通道的整体性能。通过深入的时域眼图仿真分析，用户能够更全面地了解通道的信号完整性，为优化设计和提高性能提供有力支持。
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