В этом примере показано, как создать типовые модели передатчика и приемника IBIS-AMI универсальной последовательной шины версии 3.1 (USB3.1) с использованием библиотечных блоков в SerDes Toolbox™. Созданные модели соответствуют спецификациям IBIS-AMI и USB3.1.
Первая часть этого примера устанавливает целевую архитектуру модели AMI передатчика и приемника с использованием блоков передачи данных, необходимых для USB3.1 в приложении SerDes Designer. Затем модель экспортируется в Simulink ® для дальнейшей настройки.
В этом примере используется usb3_1_txrx_ami модели SerDes Designer. Введите следующую команду в окне команд MATLAB ®, чтобы открыть модель:
>> serdesDesigner('usb3_1_txrx_ami')
В передатчике, совместимом с USB3.1, используется трехконтактный компенсатор прямой подачи (FFE) с одним предклапаном и одним постклапаном. Модель приемника использует линейный эквалайзер непрерывного времени (КТЛ) с семью заранее заданными настройками и эквалайзер 1-отводного решения с обратной связью (DFE). Для поддержки этой конфигурации система SerDes настроена следующим образом:
Время символа устанавливается равным 100 пс, так как максимально допустимая рабочая частота USB3.1 составляет 10 ГГц.
Целевое значение BER равно 1e-12, как указано в спецификации USB3.1.
Выборки на символ, модуляцию и сигнализацию поддерживаются значениями по умолчанию, которые равны соответственно 16, NRZ (невозврат к нулю) и Differential.
Блок Tx FFE настраивается для одного перед и одного после отвода, включая три веса отвода, как указано в спецификации USB3.1. Это делается с массивом [0 1 0], где главный отвод задается наибольшим значением в массиве.
Модель Tx AnalogOut настроена таким образом, что напряжение равно 1,00 В, время нарастания равно 60 пс, R (выходное сопротивление с одним концом) равно 50 Ом и C (емкость) равно 0,5 пФ.
Потеря канала устанавливается в 15dB.
Дифференциальный импеданс поддерживается на уровне 100 Ом по умолчанию.
Целевая частота устанавливается на частоту Найквиста, 5 ГГц.
Модель Rx AnalogIn настроена таким образом, что R (одностороннее входное сопротивление) равно 50 Ом, а C (емкость) - 0,5 пФ.
Блок Rx CTLE настроен на 7 конфигураций. GPZ (Ноль поляка Выгоды) матричные данные получен из функции перемещения, данной в Поведенческой спецификации CTLE USB3.1.
Блок Rx DFE/CDR устанавливается для одного отвода DFE. Предельные значения для отводов определяются USB3.1 спецификацией: +/-50 mV.
Используйте графики SerDes Designer для визуализации результатов настройки USB3.1.
Добавьте график BER из ADD Plots и просмотрите результаты.
Изменение параметра Rx CTLE Mode с adapt кому fixed и измените значение параметра ConfigSelect с 6 на 0 и посмотрите, как это изменит глаза данных.
Перед продолжением сбросьте значение Rx CTLE Mode обратно в значение adapt. Сброс этого значения позволит избежать необходимости его повторной установки после экспорта модели в Simulink.
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 настраивается в соответствии с требованиями USB3.1 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 и 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 «Целевая частота», «Потеря», «Импеданс» и «Аналоговая модель передачи/приема» 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 области реального времени (GetWave), которая обновляется по мере запуска модели.
После завершения моделирования 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 конечной модели AMI на 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 USB3.1.
Режим КТЛ установлен в Adapt, что означает, что 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.
Отмените выбор параметров фазового смещения и опорного смещения, чтобы удалить эти параметры из AMI-файла, эффективно жестко закодировав эти параметры в их текущие значения.
В заключительной части этого примера используется пользовательская модель Simulink, изменяются параметры AMI для USB3.1, а затем генерируются IBIS-AMI совместимые USB3.1 исполняемыми файлами модели, файлами IBIS и AMI.
Откройте диалоговое окно «Параметр блока» для блока «Конфигурация» и нажмите кнопку «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 вкладках AMI-Tx и AMI-Rx в диалоговом окне SerDes IBIS-AMI manager зарезервированные параметры сначала перечисляются, после чего следуют параметры модели, соответствующие формату типичного файла AMI.
Чтобы добавить параметры дрожания для модели Tx, на вкладке AMI-Tx щелкните Зарезервированные параметры... для открытия диалогового окна Tx Add/Remove Jitter & Noise, выберите поля Tx_Dj и Tx_Rj и нажмите кнопку OK, чтобы добавить эти параметры в раздел Reserved Parameters файла Tx AMI. Следующие диапазоны позволяют точно настроить значения дрожания в соответствии USB3.1 требованиями к маске дрожания.
Выберите Tx_Dj, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.0.
Измените тип на UI.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установить максимальное значение в 0.17
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.
Измените тип на UI.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установить максимальное значение в 0.012
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Чтобы добавить параметры дрожания для модели Rx, на вкладке AMI-Rx щелкните Зарезервированные параметры... чтобы открыть диалоговое окно Rx Add/Remove Jitter & Noise, выберите поля Rx_Receiver_Sensitivity, 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 USB3.1 требованиями к маске дрожания.
Выберите Rx_Receiver_Sensitivity, затем нажмите кнопку Изменить... для открытия диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Установить текущее значение в 0.025
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.025
Установите минимальное значение в 0.015
Установить максимальное значение в 0.100
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.
Измените тип на UI.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установить максимальное значение в 0.3
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.
Измените тип на UI.
Изменение формата на Range.
Задайте для параметра Typ значение 0.
Установите минимальное значение в 0.
Установить максимальное значение в 0.015
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите вкладку Export в менеджере SerDes IBIS-AMI диалоговое окно.
Обновить имя модели Tx до usb3_1_tx
Обновить имя модели Rx до usb3_1_rx
Обратите внимание, что процент угла Tx и Rx установлен равным 10%. Это позволит масштабировать минимальные/максимальные угловые значения аналоговой модели на +/-10%.
Убедитесь, что для Tx и Rx выбрана двойная модель. Это создаст исполняемые файлы модели, которые поддерживают как статистический (Init), так и анализ во временной области (GetWave).
Установите биты модели Tx, чтобы игнорировать значение 3, так как в Tx FFE есть три отвода.
Установите для Bits модели Rx значение игнорируется равным 20000, чтобы обеспечить достаточное время для установки отводов DFE Rx во время моделирования временной области.
Убедитесь, что для параметров «Tx» и «Rx» установлено значение «Экспорт» и все файлы были выбраны для создания (IBIS-файл, AMI-файлы и DLL-файлы).
Задайте имя файла IBIS как usb3_1_serdes.ibs
Нажмите кнопку Экспорт (Export), чтобы создать модели в целевой папке.
Модели USB3.1 передатчика и приемника IBIS-AMI теперь полностью укомплектованы и готовы к тестированию в любом модельном симуляторе AMI промышленного стандарта.
[1] USB, https://www.usb.org.
[2] IBIS 6.1 Спецификация, https://ibis.org/ver6.1/ver6_1.pdf.
[3] Статья базы знаний SiSoft Support: USB-3.1, https://sisoft.na1.teamsupport.com/knowledgeBase/8977326.
CTLE | DFECDR | FFE | Конструктор SerDes