该方框图表示了一个具有CTLE、CDR和DFE的接收机，其中有三个角情况。Rx输入IBIS缓冲器包括芯片上的芯片阻抗，并使用s参数对每个角情况进行定义。该Rx电路的行为模型由三个极端情况创建:典型、慢速和快速。
该Rx电路中的CTLE，包括Rx输入IBIS缓冲器，被视为一个具有刺激/响应波形的黑盒，可以从中提取CTLE模型。Rx输入IBIS缓冲器包括芯片上的芯片阻抗，并使用s参数对每个角情况进行定义。CTLE是LTI，每个极端情况有32个状态。IBIS-AMI建模方法基于收集所有Rx CTLE状态的spice电路模拟刺激/响应波形。响应波形在IBIS缓冲器输入处。为了获得Rx CTLE AMI模型特征，必须将IBIS缓冲特性从响应波形中去除。因此，组合Rx IBIS缓冲模型和Rx CTLE AMI模型提供了与Rx IBIS/CTLE黑箱刺激/响应波形数据定义的相同特征。
利用OJTF角频估计Rx电路CDR，对Rx电路CDR进行建模。
Rx电路中的DFE使用5个抽头进行建模，每个抽头都定义了一组状态，由一组抽头代码量化。
如图1所示，整个通道包括Tx IBIS模型、Tx Pkg、通道、Rx Pkg和Rx IBIS模型。对于当前的SerDes系统，这些总通道块中的每一个都用s参数文件表示。IBIS标准7.0版引入了对带s参数的Tx/Rx IBIS缓冲区的支持。总信道中间的信道在奈奎斯特(12.5 GHz)频率下有25 dB的损耗。
采用NRZ数据格式，25gbps，每比特32个样本，100,000个分析位，SerDes系统建立在SerDes.com CS中。
用这些测试用例运行模拟:(2)总通道和Rx， (3) Tx，总通道和Rx。在每次模拟过程中，Tx和/或Rx模型初始化过程在Rx DFE之前选择最佳的Tx和/或Rx状态。这些最佳设置显示在SerDes.com消息窗口中。
一旦SerDes系统通道模拟成功设置，可以运行许多模拟来评估Tx/Rx模型的各种状态。经过多次成功的仿真，验证了SerDes系统满足要求。
测试用例2。与Rx和总通道:眼约36%的开放，如图6所示。
测试用例3。与Tx/Rx和总通道:眼约56%打开如图7所示。
与上述类似的SerDes系统示例的设置和使用在SerDesDesign.com网站上有文档Example_NRZ_IBIS_AMI_SerDes．文档示例不使用NXP或SiliconCreations IBIS-AMI模型，而是使用从SerDesDesign.com网站创建的其他IBIS-AMI模型。
上面的测试用例只是SerDesDesign.com上提供的全功能通道模拟功能的一个示例
使用Serdesdesign.com与另一个频道特性
有时，上面描述的SerDes系统是在另一个常见的通道模拟器中设置和模拟的，例如Keysight自动借记系统(ADS) CS。但是，在许多测试条件下运行模拟所需的ADS许可证可能不可用。
在不同的CS工具中设置SerDes系统设计时，一个关键问题是每个CS工具都不能给出相同的结果。这一事实已经被许多人观察到，特别是Xilinx公司的Romi Mayder在2015年DesignCon会议上报道了业界前6个EDA通道模拟器。每个工具都给出了广泛变化的s参数脉冲建模以及广泛变化的信道误码率性能[1]。这篇论文虽然过时了，但今天仍然适用。其他观察结果已发布在[2][3]网站上。在不同的CS工具中获得相同仿真结果的关键是使用相同的总通道脉冲表征。
幸运的是，通道脉冲响应可以从CS工具导出。
这样的脉冲响应，例如来自Keysight ADS通道模拟器，可以导入SerDesDesign.com CS工具[4]。因此，SI工程师可以在CS工具中免费探索其Tx/Rx IBIS-AMI模型的状态空间。
SerDesDesign.com CS工具中的结果(本质上)将与在原始CS工具中获得的结果相同。这种相似性是因为所有AMI模型都是确定的，并且在每个CS工具中执行相同的操作。每个CS工具的主要区别是它们对总通道的描述。当在另一个CS工具中使用一个CS工具的相同总通道脉冲响应时，这种差异就被消除了。
理想情况下，从CS工具得到的总通道脉冲响应没有高频混叠(如SerDesDesign.com工具)。不幸的是，有时信道脉冲响应从另一个CS工具有很多高频混叠。对于上面的测试示例，从Keysight ADS CS导出的脉冲响应如图8所示(左为时域;频域，对)。
由于模拟比特率为25 Gbps，每比特使用32个采样，因此模拟时间步长，tstep = 1/25e9/32 = 1.25e-12秒。在此tstep下，采样率= 1/tstep = 800 GHz。在此采样率下，时域信号的频率含量可达(采样率)/2 = 400ghz。这些图来自ADS数据显示，其中ADS fs()函数用于从时域脉冲波形中推导频域响应。
注意两个图中的高频混叠。在频域图中，在s参数上频值40ghz以上可见高频混叠。高水平的高频混叠可能会对SerDes系统分析结果产生负面影响。
例如，在ADS和SerDesDesign.com CSs中使用带有此ADS脉冲响应和Rx模型的测试用例2会产生如图9所示的眼密度图，左侧为ADS，右侧为SerDesDesign.com。
图9。ADS(左)和SerDesDesign.com(右)中含有ADS通道脉冲和Rx模型的SerDes系统眼密度图
幸运的是，SerDesDesign.com包含一个抗混叠功能，可以与具有高频混叠的导入脉冲响应一起使用。在这种情况下，可以启用抗混叠滤波器，拐角频率设置为s参数上频;这里是40ghz。该滤波器在40ghz时不会产生任何衰减，但在60ghz时产生3db衰减，在80ghz时产生200db衰减。当应用时，将不再有任何高频混叠，所得到的眼密度图将与上图6所示相同。
有时，即使信道脉冲响应有很多高频混叠，当Tx和Rx模型组合提供足够的滤波来抑制高频混叠时，它变得无关紧要。
对于Tx模型、ADS脉冲响应和Rx模型的测试用例3来说也是如此。在ADS和SerDesDesign.com CSs中，眼密度图基本相同，如图7所示。
结论
SerDes CS以及Tx/Rx IBIS-AMI模型通常被SI工程师用来评估SerDes系统的裕度。通常情况下，市场上的各种商业CS工具每年都要花费数千美元来租用或拥有。SI工程师可能无法访问他们公司的CS工具，原因是无法获得许可证，或者需要与公司中的其他人共享对他们的工具的访问权限。
今天，SerDes通道模拟技术和SerDes Tx/Rx建模过程已经成熟，因此可以使用SerDesDesign.com上的基于云的工具免费获得这两者。
本文回顾了SerDesDesign.com上可用的工具，这些工具为SI工程师提供了一个低成本(零成本)的方法来建模和模拟SerDes系统。SerDesDesign.com上的免费工具包括行为建模SerDes Tx/Rx设计，以及根据IBIS标准使用Tx/Rx IBIS- ami模型。SI工程师甚至可以从另一个CS工具中导入通道脉冲特性，并得到与他们的其他工具相同的结果。SerDesDesign.com还提供收费功能，包括将Tx/Rx行为设计转换为IBIS-AMI模型[5]。
通过使用SerDesDesign.com上提供的零成本工具，当SI工程师无法使用昂贵的内部CS工具时，他们有了一个易于使用的替代方案。
鸣谢
请Jon Burnett和NXP允许他们引用为他们创建的IBIS-AMI模型，并使用他们的Keysight ADS CS副本。Blake Gray和Silicon Creations被允许引用为他们创建的IBIS-AMI模型，并使用他们的Keysight ADS CS副本。
参考文献
- Romi Mayder, r.m.， et al.(2015, 1月)。IBIS-AMI模型模拟六个EDA平台．Xilinx。
- 巴布斯基，J.(2016)。SerDes_Channel_Impulse_Modeling_with_Rambus．John Baprawski公司
- 巴布斯基，J.(2016)。SerDes_Channel_Impulse_Modeling_with_SignalMetrics．John Baprawski公司
- Baprawski, J.(2021)。使用ADS脉冲响应．John Baprawski公司
- Baprawski, J.(2021)。SerDesDesign_Tools中的功能摘要．John Baprawski公司
- Schnecker, M.(2009)。时钟电路中的抖动传输测量．LeCroy合作。DesignCon 2009。
