图7显示了这两种情况下的眼密度图。

图7。例1 CS IR眼密度图,左为AAF图,右为AAA图。

可以看出,虽然带AAF的CS IR降低了高频混叠,但其眼密度图具有误导性的保真度。

例2:IBIS缓冲区的Tx和路由器组件输出的Tx都用s参数定义,最大频率为20 GHz,在Nyquist (10 GHz)下损失7.5 dB。

图8显示了无AAA和有AAA时的时域和频域CS IR。

图8。例2:CS IR在时间(左)/频率(右)域,没有和有AAA。


可以看到,在IR中有很多高频混叠。然而,红外w AAA没有高频混叠和没有额外的处理时间延迟。

图9显示了无AAA和有AAA的CS IR眼密度图。

图9。例2 CS IR眼密度图无(左)和有AAA(右)。

可以看出,没有AAA的红外眼密度具有显著的高频混叠效应,使眼密度无法使用。有AAA的IR有一个更干净和可用的眼密度图。

例3:使用IBIS缓冲器和路由器组件输出的Tx和通道无源电缆都用s参数定义,最大频率为20 GHz, Nyquist (10 GHz)损失为21 dB。

图10显示了无AAA和有AAA时的时域和频域CS IR。

图10。例3:CS IR在时间(左)/频率(右)域,没有和有AAA。

可以看到,在IR中有很多高频混叠。然而,红外w AAA没有高频混叠和没有额外的处理时间延迟。

有了这个高损耗通道,眼睛是关闭的,眼睛密度图在这里没有显示。

上面的讨论集中在使用直通Rx IBIS-AMI模型的SerDes系统上,因为感兴趣的测试点在任何Rx电路之前,这是各种行业标准的典型要求。上面的例子是在Tx IBIS缓冲区输出、Tx路由器组件输出和接收器前远端无源电缆输出处的测试用例。

这些例子展示了高频混叠的影响,以及使用AAA消除高频混叠的影响,而不影响基于固有s参数的信道。

在所有的例子中,AAA过程匹配CS IR特征低于最大s参数频率(在本例中为20 GHz),并重新表述该频率以上的特征,以消除高频混叠,同时保留因果时域响应。

如前所述,当使用Rx IBIS-AMI模型,其中Rx CTLE衰减高频混叠时,则不需要这种AAA方法。

抗锯齿算法(AAA)的讨论

AAA与SerDesDesign.com提供的s参数数据技术一起使用了超过10年。它被用来提供免费的高质量通道模拟和克服固有的s参数文件限制的免费工具。

s参数数据虽然在物理设备上测量,但由于有限的频谱带宽、离散的频谱频率和可能的测量噪声,在时域上是非因果的。所有使用s参数数据的时域工具都需要校正s参数数据中的这些非因果/非物理效应,以获得频域数据的有意义的因果时域表示。不幸的是,许多公司采用频域到时域的转换方法,这可能导致不需要的高频混叠。

在[7]中描述了Keysight Technologies使用的一种不会导致高频混叠的方法。Keysight方法和AAA有相似之处也有不同之处。

它们都依赖于在s参数最大频率(F-smax)以外的s参数幅度数据外推到所需的采样奈奎斯特频率(F-max)。在上面的例子中,s参数的最大频率为20 GHz,采样奈奎斯特频率为20e9*32/2 = 320 GHz。

他们的外推方法不同。Keysight方法使用4th用阶多项式将数据从F-smax外推到F-max。基于科学的方法,对s参数数据的最终斜率进行外推和相位推导。

它们都依赖于使用krmers - kronig关系,该关系表明因果反应的实部和虚部通过以下希尔伯特变换相关联:

图11。Kramers-Kronig关系。

地点:

  • U和v是频谱的实部和虚部
  • P是柯西主值。

然而,它们在将外推数据转换为因果数据的方法上有所不同。

Keysight方法依赖于一种迭代的方法来优化4的外推数据th在实谱的希尔伯特变换和外推数据的虚部之间的误差最小的一阶多项式。

AAA并不依赖于任何迭代方法。相反,它从幅值响应中得到外推区域中的相位。正如上面的Kramers-Kronig关系所示,因果反应的实部和虚部是相关的。同样,也可以证明,在某些条件下,因果反应的大小和阶段是相关的。这样的关系表明,相移是通过对对数幅值图的斜率与一个权重因子的乘积进行积分得到的,权重因子随着积分频率与评价频率的距离的增大而减小。量级和相位进一步调整,以确保满足kramer - kronig关系的要求。这不是一个迭代的过程。

AAA与来自SerDesDesign.com的技术一起使用了超过10年,用于将s参数数据转换为其在时域中的等价因果表示。AAA保留了s参数的保真度,直到它们的最高频率,同时消除了高频混叠,没有增加延迟。

结论

HSD发射(Tx)和接收(Rx)电路按照IBIS标准建模为IBIS- ami模型,这些模型与SerDes信道模拟器中的相关SerDes信道一起使用,以评估其系统裕度。开云体育官网登录平台网址通常,SerDes信道是用s参数定义的,这可能导致信道模拟器对具有过高高频混叠的IR信道建模。定义了一种原始的、更好的抗混叠过程,用于CSs中消除高频混叠的负面影响,而不影响信道表征的完整性。该过程保留了s参数的保真度,直到它们的最高频率,同时消除高频混叠在更高的频率,没有增加延迟。

本文首先概述了行业标准符合性测试背景下的高频混叠问题,给出了在没有提出的AAA和有提出的AAA的情况下的SerDes系统实例,然后讨论了AAA。

提出了一种在不影响s参数信道固有特性的前提下消除高频混叠的有效方法(AAA)。开云体育官网登录平台网址

使用AAA,任何信道模拟器都可以消除高频混叠,为用户提供更好的SerDes系统仿真环境。

鸣谢

感谢Blake Gray和Silicon Creations使用他们的CS工具进行信道模拟。

参考文献

  1. Mayder, R.等人(2015)。IBIS-AMI模型在六个EDA平台上的模拟(1 - 96)DesignCon 2015。
  2. Baprawski,约翰使用Rambus的SerDes通道脉冲建模2016年9月24日。
  3. Baprawski,约翰SerDes信道脉冲建模与信号度量2016年9月24日。
  4. Baprawski,约翰2022年5月17日。克服信号完整性通道建模问题信号完整性杂志。
  5. 通用串行总线4 (USB4™)路由器组件电气遵从性测试规范.USB实现者论坛,Inc. 2021。
  6. VESA DisplayPort™PHY符合测试标准.视频电子标准协会。2007年9月14日。
  7. 数据完整性检查和执行