随着高速串行链路中的数据速率不断增加,达到超过100gb /s,信道损耗需要更广泛的SerDes均衡技术来实现足够的系统性能。因此,基于adc的SerDes架构正变得越来越普遍,特别是在通信标准超过100 Gb/s的远程应用中。在基于adc的SerDes中,均衡在模拟域和数字域之间进行划分,从而允许在数字域中进行广泛的均衡,这可以很好地扩展进程节点。然而,这种均衡划分与传统的(非基于adc的)SerDes体系结构有很大的不同。与此同时,IBIS-AMI模型依赖于传统的SerDes体系结构假设,它实际上仍然是SerDes供应商和系统集成商之间的行业范围技术链接。在传统的SerDes中,可以使用完全均衡的模拟波形,使IBIS-AMI模型能够将该波形传输到信号完整性(SI)模拟器,从而评估链路性能。这种从均衡波形得到的链路性能,经常驱动模型相关性。由于完全均衡的模拟波形在基于adc的SerDes中不可用,IBIS-AMI建模和相关对于新兴的基于adc的SerDes是一个挑战。

这篇论文介绍了缓解IBIS-AMI架构失调的基于adc的SerDes的两种建模方法,以及相应的模型相关方法。利用这些方法,建立了1- 112 Gb/s基于多标准adc的SerDes IP的IBIS-AMI模型并进行了关联。这些方法也应用于使用最大似然序列估计(MLSE)的基于adc的serde,这需要进一步偏离IBIS-AMI架构假设。本文介绍了MLSE建模的挑战以及所产生的模型及其与SI模拟器的交互。

第一种建模方法遵循通道运营边际(COM)方法,准确地捕获性能而不是架构细节。在模拟COM参考架构中,在连续时间线性均衡器(CTLE)和前馈均衡器(FFE)之间引入了一个时间不相关的过采样量化器,以模拟ADC量化的影响。这种技术允许近似完全均衡的波形,这是SI模拟器所需的输出。所得到的SI眼近似可用于定性而不是定量的性能估计;定量性能由接收机采样阶段的信噪比(SNR)捕获。因此,所提出的相关方法使用信噪比作为相关度量。

第二种建模方法准确地捕获了基于adc的架构,包括时间交错的adc和随后用于时钟和数据恢复的并行基于dsp的样本处理。因此,只有完全均衡的并行离散时间样本是可用的:这些样本表示数据符号中心的垂直开眼,但不传达关于水平开眼的信息。这破坏了IBIS-AMI接口的遵从性,因为没有足够的信息来构建眼图。然而,眼图是通过引入IBIS桥来近似的,它将均衡的样本序列化并向上采样到IBIS兼容的波形中,SI模拟器可以使用该波形通过测量垂直眼开度或信噪比来评估链路性能。由于信噪比是可用的,所提出的基于信噪比的模型相关方法仍然适用。

MLSE利用剩余符号间干扰(ISI)和序列估计(而不是符号检测)来提高误码率(BER)。然而,无论是水平的还是垂直的睁开眼都是不可用的。通过将信噪比评估的角色从SI模拟器转移到接收机IBIS-AMI模型,提出了一种将基于mlse的接收机集成到IBIS-AMI兼容框架的方法。

剩下的这篇论文分为四个部分。第2节重点介绍了IBIS-AMI建模面临的挑战,这些挑战来自常规(非基于adc的)SerDes拓扑(嵌入到基本IBIS-AMI建模原则中)与新兴的基于adc的SerDes体系结构之间的架构差异。第3节介绍了克服基于adc的SerDes架构的IBIS-AMI建模挑战的三种方法。首先,介绍了一种COM代表的IBIS-AMI建模技术,它遵循COM方法关注SerDes性能而不是实现细节,这允许简单地将基于adc的模型集成到IBIS-AMI环境中。其次,描述了架构上具有代表性的IBIS- ami建模技术,该技术捕获基于adc的SerDes的架构和实现细节,同时保持与IBIS标准的兼容性。第三,提出了一种适用于MLSE算法的IBIS-AMI建模技术。然后,本文将重点从建模转移到相关方法。第4节通过IBIS-AMI模型与基于adc的多标准1- 112 Gb/s SerDes的实验室测量之间的相关示例,说明了我们提出的以信噪比为中心的模型相关方法。最后,第五节结束这篇论文

这篇论文这里的引用获得2022年设计展最佳论文奖。阅读全文DesignCon 2022纸,下载PDF