В этом примере показов, как создать модели IBIS-AMI на основе передатчика и приемника спецификации IEEE 802.3ck с использованием библиотечных блоков в библиотеке SerDes Toolbox™ и пользовательских блоках для моделирования агностического АЦП во времени. Сгенерированные модели соответствуют стандарту IBIS-AMI. Виртуальный узел дискретизации, который существует в системах SerDes на основе слайсеров, но не существует в системах SerDes на основе АЦП, эмулируется, чтобы обеспечить генерацию виртуальных глазковых диаграмм в симуляторах Simulink ® и IBIS-AMI для оценки канала .
Этот пример использует скрипт MATLAB ®, чтобы сначала создать систему SerDes, представляющую передатчик и приемник архитектуры АЦП, а затем экспортировать в модель SerDes Simulink. Введите эту команду в командном окне MATLAB, чтобы запустить скрипт:
buildSerDesADC
Перед экспортом в Simulink система SerDes сконфигурирована со следующими атрибутами. Обратите внимание, что пользовательские блоки будут функционировать как пропускные способности, пока не будут применены индивидуальные настройки Simulink, обсуждаемые ниже в примере.
Значение Symbol Time устанавливается равным 18,8235ps, поскольку максимально допустимая скорость рабочих данных 802,3ck 106.25Gb/s.
Целевое значение BER устанавливается на 1e-4.
Выборки на символ устанавливаются равным 32.
Модуляция установлена в PAM4.
Для сигнализации задано значение Differential.
Блок Tx FFE настраивается на 3 предтекста и 1 пост-тап путем включения 5 весов тапов.
Блок Tx VGA используется для управления амплитудой запуска.
Модель Tx AnalogOut настроена так, что Напряжение 1V, Время нарастания составляет 6,161ps, R (выходное сопротивление) составляет 50 Ом, и C (емкость) 5fF согласно спецификации 802,3ck.
Потеря канала установлена на 15dB.
Целевая частота устанавливается на частоту Найквиста.
Дифференциальное сопротивление поддерживается на уровне по умолчанию 100 Ом.
Модель Rx AnalogIn настраивается таким образом, чтобы R (входное сопротивление) составляло 50 Ом, а C (емкость) равнялась 5 фФ согласно спецификации 802.3ck.
Пользовательский блок Noise вводит Гауссов шум в форму волны временного интервала.
Каскад из 3 блоков Rx CTLE настраивается для 7, 21 и 1 строений соответственно. Матричные данные GPZ (Gain Pole Zero) для каждого получают из передаточной функции, заданной в поведенческой спецификации CTLE 802.3ck.
Пользовательский блок Rx VGA применяет адаптированный коэффициент усиления.
Блок Насыщающего Усилителя применяет нелинейность без памяти.
Пользовательский блок АЦП квантует сигнал временного интервала.
Настройка Rx FFE имеет 21 контакт (3-пре- и 17-посткурсорные отводы), веса которых будут автоматически вычисляться во время глобальной адаптации Rx.
Блок Rx DFECDR настраивается для одного ответвления DFE. Кран DFE ограничен амплитудой +/- 0 5 В.
Вторая часть этого примера берет систему SerDes, экспортированную скриптом, и настраивает ее по мере необходимости для SerDes на основе АЦП в Simulink.
Система SerDes, экспортированная в Simulink, состоит из блоков Configuration, Stimulus, Tx, Analog Channel и Rx.
Нажмите внутри подсистемы Tx.
Нажмите внутри подсистемы Rx.
Модель, экспортированная из приложения SerDes, должна быть сначала настроена, чтобы представлять SerDes Rx на основе АЦП, путем настройки дополнительных блоков Rx и изменения блочного кода Rx Init.
Шум в подсистеме Rx может быть смоделирован на выходе или на входе. Входной источник шума формируется последующими стадиями эквализации (CTLE и FFE), и, следовательно, лучше отражает, как шум формируется реальной системой. С другой стороны, выходной упомянутый шум не формируется и не фиксирует, как изменение настроек на CTLE и FFE воздействует на шум.
Опуститесь в блок Pass-Through с именем Noise, нажав на стрелу вниз на блоке.
Наведите существующий системный объект на системный объект Noise.m в директории примеров. Смотрите Реализацию Пользовательского CTLE в SerDes Toolbox PassThrough Block.
В маске системного объекта сконфигурируйте Symbol Time, Sample Interval и Modulation с системными переменными.
Создайте параметр IBIS-AMI в IBIS-AMI Manager для блока Noise с именем NoisePSD с помощью изображенных атрибутов. Значение 8.2e-9 определяется стандартом COM. См. Раздел «Управление параметрами AMI»
Соедините сгенерированный постоянный блок с входным портом Noise.
Спускайтесь в блок Pass-Through с именем VGA.
Наведите существующий системный объект на serdes. Системный объект VGA включен в SerDes Toolbox.
В маске системного объекта отключите порт Mode Port, чтобы принудительно включить блок.
Создайте параметр IBIS-AMI в IBIS-AMI Manager для блока VGA с именем Gain с помощью изображенных атрибутов.
Подключите сгенерированное хранилище данных read к входному порту Gain. Удалите запись хранилища данных, так как она не будет использоваться, поскольку значение обновляется только в Init, а не во временном интервале.
Адаптация VGA проста, необходимый коэффициент усиления вычисляется в Init как отношение амплитуды целевого импульса к максимальному пиковому значению входной импульсной характеристики. Однако требуемый коэффициент усиления VGA может быть различным для различных настроек CTLE, поэтому коэффициент усиления VGA должен быть оценен при каждой итерации общего алгоритма, описанного ранее.
Используемая модель АЦП является агностическим АЦП во времени, что означает, что каждая точка симуляции квантуется, а не просто в момент дискретизации. Однако DFE и восстановление синхроимпульса все еще будут использовать только выборки АЦП в момент дискретизации. Агностический АЦП позволяет генерировать эквивалентную форму волны, как видно на узле суммирования DFE: позволяет создавать сигнальную глазковую диаграмму с репрезентативными высотой и шириной.
Спускайтесь в блок Pass-Through с именем АЦП
Наведите существующий системный объект на системный объект ADC.m в директории примеров.
В маске системного объекта сконфигурируйте Symbol Time, Sample Interval и Modulation с системными переменными.
Спускайтесь в блок Pass-Through с именем Rx_FFE
Наведите существующий системный объект на serdes. Системный объект FFE, включенный в SerDes Toolbox.
На основной вкладке маски системного объекта отключите порт Mode Port и отключите Normalize Taps. На расширенной вкладке сконфигурируйте Symbol Time и Sample Interval с системными переменными.
Создайте структуру касания в IBIS-AMI Manager для блока Rx_FFE с 3 предшественниками, 17 касаниями после курсора и изображенными атрибутами.
[zeros(1,3) 1 zeros(1,17)]
Подключите сгенерированное хранилище данных, считанное к входному порту Tap Weights. Удалите хранилище данных, так как оно будет неиспользовано.
Rx FFE работает с выборочными данными АЦП, а не с непрерывной формой волны. Однако во время статистической адаптации принято, что все точки формы волны, даже находящиеся между выборками данных, доступны. FFE Rx адаптирован только в пользовательском коде Init; адаптации помогает функция adaptFFE, предоставляемая. Цель адаптации Rx FFE состоит в том, чтобы привести в действие выхода импульсную характеристику, учитывая вход импульсную характеристику, так что выборки данных перед и после курсора приводятся в нуль. Это не означает, что импульсная характеристика будет нулем, кроме точки курсора. Скорее, подобно форме волны синхронизации, ISI только доводится до нуля в точках выборки данных.
Когда Rx FFE работает на выборочных данных, первый этап процесса адаптации в adaptFFE состоит в том, чтобы принять фазу дискретизации данных для входной импульсной характеристики. Используемый подход жаден, чтобы предположить, что мы можем принудительно выполнить выборку, так что курсор приземлится на пик входящей импульсной характеристики.
Поскольку Rx FFE, в подсистеме Rx, сопровождается DFE с одним контактом, Rx FFE не нужно нуль принудительно использовать 1-й посткурсор. Скорее, Rx FFE должен гарантировать, что 1-й посткурсор попадает в область значений эквализации DFE с 1 контактом. Обратите внимание, что если post Rx DFE не используется, то цель будет заключаться в обнулении всех ISI до и после курсора.
Учитывая теперь дискретизированную входную импульсную характеристику, цель состоит в том, чтобы найти фильтрующую характеристику, которая приводит выборки данных до и после курсора к нулю, или в случае 1-й последующей выборки курсора в область значений DFE. Эта задача оптимизации очень тесно связана с решением множества линейных уравнений, где нам нужно найти обратную матрицу. Эта матрица, которая должна быть инвертирована, является матрицей, состоящей из кругово смещенной входной дискретизированной импульсной характеристики. Эта инвертированная матрица затем умножена на желаемый выход импульсную характеристику: [0, 0, 0, 1, bmax, 0, 0...] для случая FFE с 3- предшественников контактом, где 1 обозначает положение курсора, а bmax обозначает максимальную область значений DFE. Необходимые коэффициенты Rx FFE конечной импульсной характеристики являются продуктом инвертированной матрицы входного импульса-отклика с круговым сдвигом и желаемой выходной импульсной характеристики.
Адаптация DFECDR следует за адаптацией Rx FFE. DFECDR является стандартным блоком в тулбоксе SerDes, см. интерактивную документацию для блока DFECDR.
Этот пример использует детектор фазы Александра (bang-bang), а не детектор фазы скорости передачи, который обычно используется в системах SerDes на основе АЦП. Этот выбор моделирования упрощает пример, так как детектор фазы скорости передачи данных будет взаимодействовать с сходимостью адаптации. Основанные на АЦП системы SerDes должны бороться с взаимодействием между CDR-блокировочной точкой и адаптацией Rx FFE и DFE.
В этом примере адаптация подсистемы Rx выполняется в статистической области: включает совместную адаптацию CTLE, FFE и DFE для достижения наилучшего BER с учетом используемых настроек канала и Tx FFE. Оптимизированные настройки для CTLE и FFE останутся фиксированными во время симуляций во временной области, в то время как DFE и CDR продолжают адаптироваться во время симуляции во временной области.
Измените пользовательскую область кода Init с кодом, предоставленным в примере. Смотрите Глобально Адаптируйте Компоненты Приемника Используя Метрики Импульсного Отклика для Повышения Эффективности SerDes.
Нажмите «Обновить Init» в диалоговом окне «Init mask», чтобы обновить код на основе предыдущих шагов.
Для открытия кода Init нажмите Show Init в диалоговом окне Init mask.
Скопируйте код в adcInitCustomUserCode.m в рамках примера директории.
edit adcInitCustomUserCode.mВставьте скопированный код непосредственно перед концом пользовательской области кода. Убедитесь, что параметры AMI в верхней части пользовательской области сохранены. Не изменяйте код за пределами пользовательской области.
Статистический алгоритм адаптации обрабатывает импульсную характеристику через каждый из блоков подсистемы Rx и измеряет полученный рисунок импульсной характеристики достоинства. Поскольку это система на основе АЦП, используемая рисунком заслуг является сигнал-шум (ОСШ), где термин шум также включает невязку себя ISI до и после курсора.
В целом статистическая адаптация Rx будет осуществляться следующим образом:
Выбрана начальная настройка CTLE
Настройка VGA выбрана таким образом, чтобы амплитуда импульса попадала в целевые границы
Rx FFE автоматически настраивается так, чтобы ISI в точках выборки данных был минимизирован.
DFE адаптирован для удаления ISI после курсора.
Оценивают ОСШ в точках выборки данных.
Вышеуказанные шаги повторяются для каждой возможной настройки CTLE, отслеживая значения ОСШ для каждой настройки. Настройка с самым высоким ОСШ выбирается в качестве глобальной точки адаптации.
Посетите диалоговое окно Stimulus block mask и измените количество символов на 4000.
Перейдите на вкладку экспорта IBIS-AMI Manager и обновите биты игнорирования Rx до 2000. Это и предыдущая модификация гарантируют, что адаптация во временном интервале имеет достаточно времени для сходимости. Большее количество символов и игнорирование времени даст более реалистичные результаты.
Запустите модель, чтобы симулировать систему SerDes на основе АЦП.
В примере квантование АЦП установлено на 6b, по умолчанию. Попробуйте изменить квантование АЦП на меньшую величину, наблюдайте, как на форму глаза во временной области влияет снижение точности АЦП.
Заключительная часть этого примера берет настроенную модель SerDes Simulink на основе ADC, а затем генерирует совместимую с IBIS-AMI модель: включая исполняемые файлы модели, IBIS и AMI.
Текущий стандарт IBIS AMI не имеет собственной поддержки SerDes на основе АЦП. Текущий стандарт записан для SerDes на основе среза, которые содержат узел сигнала, в котором наблюдают форму волны выравниваемого сигнала. В SerDes на основе слайсеров этот узел существует внутри DFE, прямо перед выборочной системой принятия решений. Непрерывная аналоговая форма волны наблюдаема в этом узле, который включает в себя эффект всех вышестоящих эквалайзеров (таких как CTLE) и эквализация из-за DFE, так как отведите взвешенные и переданные назад предыдущие решения. Такой узел суммирования не существует в SerDes на основе АЦП из-за АЦП в системе. В реальной основанной на АЦП системе SerDes АЦП доказывает вертикальный срез, хотя глаз в момент дискретизации. Для эмуляции виртуального узла используется агностический АЦП. Этот АЦП квантует каждую точку входного аналогового сигнала со скоростью временного шага симуляции: то есть 1/fB/SPS, где SPS - количество выборок на символ, а fB - скорость дискретизации. Rx FFE также обрабатывает входной сигнал как непрерывную форму волны, а не как выборки. Однако Rx FFE применяет одно значения касания для временных шагов моделирования SPS. DFE является стоковым DFE из SerDes Toolbox и написан для SerDes на основе слайсеров. Эта цепь позволяет симулятору целостности сигнала иметь возможность наблюдать виртуальный глаз в системе на основе АЦП.
Откройте вкладку Экспорт в диалоговом окне SerDes IBIS-AMI manager.
Проверьте, что Dual модель выбрана для настроек модели Tx и Rx AMI. Это создаст исполняемые файлы модели, которые поддерживают как статистический (Init), так и временной интервал (GetWave) анализ.
Установите биты модели Tx, чтобы игнорировать значение 5, так как в Tx FFE есть три отвода.
Установите биты модели Rx, чтобы игнорировать значение 20 000, чтобы позволить достаточное время, чтобы тапы Rx DFE урегулировались во время симуляций временного интервала.
Установите Модели, чтобы экспортировать как Tx и Rx, чтобы все файлы были выбраны для генерации (IBIS-файл, AMI-файлы и DLL-файлы).
Нажмите кнопку Export, чтобы сгенерировать модели в директории Target.
CTLE | DFECDR | FFE | SaturatingAmplifier | VGA