В этом примере показано, как с помощью блоков библиотеки в SerDes PCIe4 создавать типовые модели передатчика и приемника PCIe Generation 4 (Toolbox™) IBIS-AMI. Созданные модели соответствуют спецификациям IBIS-AMI и PCI-SIG PCIe4.
Первая часть этого примера устанавливает целевую архитектуру модели AMI передатчика и приемника с использованием блоков, необходимых для PCIe4 в приложении SerDes Designer. Затем модель экспортируется в Simulink ® для дальнейшей настройки.
В этом примере используется модель SerDes Designer pcie4_txrx_ami. Введите следующую команду в окне команд MATLAB ®, чтобы открыть модель:
>> serdesDesigner('pcie4_txrx_ami')
Датчик, совместимый с PCIe4, использует 3-расширенный эквалайзер прямой подачи (FFE) с одним предварительным и одним последующим отводом и десятью предустановками. Модель приемника использует линейный эквалайзер непрерывного времени (КТЛ) с семью предварительно заданными настройками и 2- эквалайзер обратной связи принятия решения (DFE). Для поддержки этой конфигурации система SerDes настроена следующим образом:
Для параметра «Время символа» установлено значение 62.5 ps, так как максимально допустимая рабочая частота PCIe4 равна 16 GHz
Целевой BER имеет значение 1e-12.
Выборки на символ, модуляцию и сигнализацию поддерживаются значениями по умолчанию, которые соответственно 16, NRZ (невозврат к нулю), и Differential.
Блок Tx FFE настраивается для одного предварительного и одного последующего отводов, включая три веса отводов. При экспорте модели в Simulink в приведенном ниже примере будут добавлены определенные стили отводов.
Модель Tx AnalogOut настроена таким образом, что напряжение равно 1.05 V, Время подъема равно 12 ps, R (выходное сопротивление) - 50 Ом, а C (емкость) равно 0.5 pF согласно PCIe4 спецификации.
Потеря канала устанавливается в 15 дБ.
Целевая частота устанавливается на частоту Найквиста, 8 ГГц.
Дифференциальный импеданс поддерживается по умолчанию 100 Ом.
Модель Rx Analogin настроена таким образом, что R (входное сопротивление) равно 50 Ом и С (емкость) равно 0.5 pF согласно PCIe4 спецификации.
Блок Rx CTLE настроен на 7 конфигураций. GPZ (Ноль поляка Выгоды) матричные данные получен из функции перемещения, данной в Поведенческой спецификации CTLE PCIe4.
Блок Rx DFE/CDR устанавливается для двух отводов DFE. Предельные значения для каждого отвода определены индивидуально в соответствии со спецификацией PCIe4 +/-30 мВ для тап1 и +/-20 мВ для тап2.
Используйте графики SerDes Designer для визуализации результатов настройки PCIe4.
Добавьте график BER из ADD Plots и просмотрите результаты.
Измените значение параметра выбора конфигурации Rx CTLE с 0 к 6 и наблюдать, как это изменяет глаз данных.
Измените значение весов Tx FFE Tap с [0 1 0] кому [-0.125 0.750 -0.125] и наблюдать за результатами.
Изменение режима Rx CTLE на Adapt и наблюдать за результатами. В этом режиме все значения CTLE сдвигаются для нахождения оптимальной настройки.
Перед продолжением сбросьте значение Tx FFE TapWeights обратно в [0 1 0] и Rx CTLE ConfigSelect назад в 0. Выход из режима Rx CTLE в Adapt. Сброс этих значений позволит избежать необходимости их повторной установки после экспорта модели в Simulink. Эти значения станут значениями по умолчанию при создании окончательных моделей AMI.
Нажмите кнопку Export, чтобы экспортировать вышеуказанную конфигурацию в Simulink для дальнейшей настройки и создания исполняемых файлов модели AMI.
Во второй части этого примера рассматривается система SerDes, экспортированная приложением SerDes Designer, и ее настройка в соответствии с требованиями PCIe4 в Simulink.
Система SerDes, импортированная в Simulink, состоит из блоков конфигурации, стимула, передачи, аналогового канала и приема. Все настройки из приложения SerDes Designer перенесены в модель Simulink. Сохраните модель и просмотрите каждую настройку блока.
Дважды щелкните блок «Конфигурация», чтобы открыть диалоговое окно «Параметры блока». Значения параметров Symbol time, Samples per symbol, Target BER, Modulation and Signaling переносятся из приложения SerDes Designer.
Дважды щелкните блок Стимул (Stimulus), чтобы открыть диалоговое окно Параметры блока (Block Parameters). Можно задать порядок PRBS (псевдослучайная двоичная последовательность) и количество симулируемых символов. Этот блок не переносится из приложения SerDes Designer.
Дважды щелкните блок Tx, чтобы просмотреть подсистему Tx. Подсистема имеет блок FFE, перенесенный из приложения SerDes Designer. Блок Init также введен для моделирования статистической части модели AMI.
Дважды щелкните на блоке «Аналоговый канал», чтобы открыть диалоговое окно «Параметры блока». Значения параметров целевой частоты, потерь, импеданса и параметров аналоговой модели Tx/Rx переносятся из приложения SerDes Designer.
Дважды щелкните по блоку Rx для просмотра подсистемы Rx. Подсистема имеет блоки CTLE и DFECDR, перенесенные из приложения SerDes Designer. Блок Init также введен для моделирования статистической части модели AMI.
Запустите модель для моделирования системы SerDes.
Создаются два графика. Первая - это диаграмма глаз в реальном времени (GetWave), которая обновляется по мере запуска модели.
Второй график содержит представления результатов статистической (Init) и временной области (GetWave), аналогично тому, что доступно в приложении SerDes Designer.
В подсистеме Tx дважды щелкните блок FFE, чтобы открыть диалоговое окно «Параметры блока FFE».
Разверните параметры IBIS-AMI для отображения списка параметров, которые должны быть включены в модель IBIS-AMI.
Отмените выбор параметра Mode, чтобы удалить этот параметр из файла AMI, эффективно жестко закодировав текущее значение Mode в окончательной модели AMI в Fixed.
В подсистеме Rx дважды щелкните блок CTLE, чтобы открыть диалоговое окно Параметры блока CTLE.
Данные о ноле полюса выгоды перенесены из приложения Проектировщика SerDes. Эти данные получены из функции перемещения, данной в Поведенческой спецификации CTLE PCIE4.
Для режима CTLE установлено значение Fixed, что означает алгоритм оптимизации, встроенный в объект системы КТЛ, выбирает оптимальную конфигурацию КТЛ во время выполнения.
В подсистеме Rx дважды щелкните блок DFECDR, чтобы открыть диалоговое окно Параметры блока DFECDR.
Разверните параметры IBIS-AMI для отображения списка параметров, которые должны быть включены в модель IBIS-AMI.
Снимите флажки «Смещение по фазе» и «Смещение по ссылке», чтобы удалить эти параметры из AMI-файла, эффективно используя жесткое кодирование этих параметров в соответствии с их текущими значениями.
В заключительной части этого примера используется пользовательская модель Simulink, изменяются параметры AMI для PCIe4, а затем генерируются IBIS-AMI совместимые PCIe4 исполняемыми файлами модели, файлами IBIS и AMI.
Откройте диалоговое окно «Block Parameter» для блока «Configuration» и нажмите кнопку «Open Serdes IBIS/AMI Manager». На вкладке IBIS в диалоговом окне SerDes IBIS/AMI Manager значения аналоговой модели преобразуются в стандартные параметры IBIS, которые могут использоваться любым имитатором отраслевого стандарта. На вкладке «AMI-Rx» диалогового окна «SerDes IBIS/AMI Manager» сначала перечисляются зарезервированные параметры, за которыми следуют параметры модели, соответствующие формату типичного файла AMI.
Откройте вкладку AMI-Tx в диалоговом окне SerDes IBIS/AMI Manager. После формата типичного файла AMI сначала перечисляются зарезервированные параметры, за которыми следуют параметры модели.
В Model_Specific параметрах можно задать значения отводов TX FFE тремя различными способами:
Оставьте значения отводов Tx FFE в их конфигурации по умолчанию, и можно ввести любое значение с плавающей запятой для значений до/основной/после отводов.
Создайте новый параметр AMI для автоматического выбора предустановленных значений - см. раздел Управление параметрами AMI.
Непосредственно укажите десять предварительно заданных коэффициентов, как определено в спецификации PCIe4 - показано ниже в этом примере.
При непосредственном указании предварительно определенных коэффициентов изменяется формат трех тапуаров и указывается точное значение, используемое для каждого набора. Будут разрешены только эти десять определенных наборов параметров, и для получения правильных значений для всех трех отводов должен быть установлен один и тот же набор параметров.
Выберите TapWeight -1, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.000.
Изменить описание на Preshoot tap value.
Изменение формата с Range кому List.
Изменение значения по умолчанию на 0.000.
В поле Значения списка введите: [0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.100 -0.125 -0.100 -0.125 -0.166].
В поле List_Tip значения введите: ["P0" "P1" "P2" "P3" "P4" "P5" "P6" "P7" "P8" "P9"].
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите TapWeight 0, затем нажмите кнопку Edit... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.750.
Изменить описание на Main tap value.
Изменение формата с Range кому List.
Изменение значения по умолчанию на 0.750.
В поле Значения списка введите: [0.750 0.833 0.800 0.875 1.000 0.900 0.875 0.700 0.750 0.834].
В поле List_Tip значения введите: ["P0" "P1" "P2" "P3" "P4" "P5" "P6" "P7" "P8" "P9"].
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите TapWeight 1, затем нажмите кнопку Edit... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в -0.250.
Измените описание на: De-Emphasis tap value.
Изменение формата с Range кому List.
Изменение значения по умолчанию на -0.250.
В поле Значения списка введите: [-0.250 -0.167 -0.200 -0.125 0.000 0.000 0.000 -0.200 -0.125 0.000].
В поле List_Tip значения введите: ["P0" "P1" "P2" "P3" "P4" "P5" "P6" "P7" "P8" "P9"].
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Чтобы добавить параметры дрожания для модели Tx, щелкните зарезервированные параметры... для открытия диалогового окна Tx Add/Remove Jitter & Noise, выберите поля Tx_DCD, Tx_Dj и Tx_Rj и нажмите OK, чтобы добавить эти параметры в раздел Reserved Parameters файла Tx AMI. Следующие диапазоны позволяют точно настроить значения дрожания в соответствии PCIe4 требованиями к маске дрожания.
Выберите Tx_DCD, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.0.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установите максимальное значение 3.0e-11
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Tx_Dj, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.0.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установите максимальное значение 3.0e-11
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Tx_Rj, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.0.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установить максимальное значение в 2.0e-12
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Откройте вкладку AMI-Rx в диалоговом окне SerDes IBIS/AMI Manager. После формата типичного файла AMI сначала перечисляются зарезервированные параметры, за которыми следуют параметры модели.
Чтобы добавить параметры дрожания для модели Rx, щелкните Зарезервированные параметры... чтобы открыть диалоговое окно Rx Add/Remove Jitter & Noise, выберите поля Rx_DCD, Rx_Dj и Rx_Rj и нажмите OK, чтобы добавить эти параметры в раздел Reserved Parameters файла Rx AMI. Следующие диапазоны позволяют точно настроить значения дрожания в соответствии PCIe4 требованиями к маске дрожания.
Выберите Rx_DCD, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.0.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установите максимальное значение 3.0e-11
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Rx_Dj, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.0.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установите максимальное значение 3.0e-11
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Rx_Rj, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.0.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установите максимальное значение в 1.0e-12
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Откройте вкладку Экспорт (Export) в диалоговом окне Диспетчер SerDes IBIS/AMI.
Обновить имя модели Tx до pcie4_tx.
Обновить имя модели Rx до pcie4_rx.
Обратите внимание, что процент угла Tx и Rx равен 10. Это позволит масштабировать минимальные/максимальные угловые значения аналоговой модели на +/-10%.
Убедитесь, что для параметров модели Tx и Rx AMI выбрана двойная модель. Это создаст исполняемые файлы модели, которые поддерживают как статистический (Init), так и анализ во временной области (GetWave).
Установите биты модели Tx для игнорирования значения 3 поскольку в Tx FFE имеется три отвода.
Установите биты модели Rx для игнорирования значения 20,000 для обеспечения достаточного времени для установки отводов Rx DFE во время моделирования временной области.
Задайте для параметра Модели экспорт как Tx и Rx, чтобы все файлы были выбраны для создания (IBIS-файл, AMI-файлы и DLL-файлы).
Задайте имя файла IBIS как pcie4_serdes.
Нажмите кнопку Экспорт (Export), чтобы создать модели в целевой папке.
Модели PCIe4 передатчика и приемника IBIS-AMI теперь полностью укомплектованы и готовы к тестированию в любом модельном симуляторе AMI промышленного стандарта.
[1] PCI-SIG, https://pcisig.com.
[2] Статья базы знаний SiSoft Support: PCIe-Gen4 Compliance Kit, https://sisoft.na1.teamsupport.com/knowledgeBase/15488464.
CTLE | DFECDR | FFE | Конструктор SerDes